Přeskočit na hlavní obsah stránky

Stem Cells and Disease Modeling

Náš tým zkoumá základní mechanismy a převádí výsledky z laboratoře do klinické praxe — propojení preklinických modelů s klinickou perspektivou.

Výzkumný pracovník ICRC se zaměřením na translační medicínu. Propojuje preklinické poznatky s klinickou praxí napříč programy kardiologie, neurologie a onkologie.

Aktuálně vede / přispívá do interdisciplinárních projektů spojujících molekulární biologii, zobrazování a péči o pacienty ve Fakultní nemocnici u sv. Anny v Brně.

Výzkumná skupina

Velikost týmu
Velikost týmu: 8 výzkumníků
Místo
Místo: Building A1, 3rd Floor
Spolupracuje s
Spolupracuje s Charles University, Prague

Vedoucí výzkumné skupiny

Mgr. Vladimír Rotrekl, Ph.D.
Mgr. Vladimír Rotrekl, Ph.D.
Mgr. Vladimír Rotrekl, Ph.D.

Členové

Bc. Tamara Jankovičová

Junior Researcher

Natálie Lungová

Junior Researcher

Mgr. Bc. Deborah Beckerová

Mgr. Bc. Deborah Beckerová

Ph.D. Student

Mgr. Karolína Kocourková

Mgr. Karolína Kocourková

Ph.D. Student

Debora Ledahudcová

Debora Ledahudcová

Research Assistant

Victorio Martin Pozo Devoto, Ph.D.

Postdoctoral Researcher, Principal Investigator

MUDr. Martin Pešl, Ph.D.

MUDr. Martin Pešl, Ph.D.

Senior Postdoctoral Researcher

Mgr. Vladimír Rotrekl, Ph.D.

Mgr. Vladimír Rotrekl, Ph.D.

Senior Research Team Leader

Hlavní cíle

  1. Stanovit rozsah a mechanismus úbytku srdečních a kardiovaskulárních progenitorů a deplece kmenových buněk u pacientů trpících kardiomyopatií s genetickým pozadím.
  2. Stanovit účinek změn metabolismu, signalizace a poškození/opravy DNA na určení osudu kmenových buněk/progenitorových buněk vedoucích k selhání tkáně pomocí lidských pluripotentních kmenových buněk sodvozených od pacientů nebo onemocnění.

Zaměření výzkumu

Výzkumný tým Stem Cell Disease Modeling (SCDM) staví na dlouhodobých zkušenostech s lidskými pluripotentními kmenovými buňkami, jejich kultivací a diferenciací.

Současné zaměření týmu je zaměřeno na využití lidských pluripotentních kmenových buněk k modelování lidských onemocnění se zvláštním zaměřením na roli tkáňově specifických progenitorů/kmenových buněk při rozvoji onemocnění. Zaměřujeme se na odhalování patologií v drahách vedoucích ke změně buněčného osudu s následkem selhání tkáně. Dále hledáme nové strategie ke zlepšení patologického účinku na osud progenitorů či kmenových buněk. Zaměřujeme se především na procesy podílející se na rozvoji kardiomyopatie a srdečního selhání u monogenních genetických onemocnění, jako je Duchennova svalová dystrofie, katecholinergní polymorfní komorová tachykardie a dále na procesy spojené s patologickými změnami hematpoetické diferenciace u genetických onemocnění, jako je Nijmegen Breakage Syndrome. Naše skupina využívá přeprogramované lidské buňky pacientů i lidské embryonální kmenové buňky s upraveným genomem k vytváření modelů monogenních onemocnění zahrnujících kardiomyopatii a patologickou krvetvorbu „na misce“. Tým také doplňuje modelování založené na kmenových buňkách o analýzu zvířecích modelů i vzorků lidských pacientů. Tým SCDM také vyvinul novou technologii použití mikroskopu atomových síl pro analýzu mechanoelektrické vazby u srdečního syncytia vyrobeného z kmenových buněk odvozených z pacientů , konkrétně.

Technologické vybavení

  • Reprogramování pacientských buněk na kmenové pluripotentní buňky – tvorba modelu onemocnění; Editace genomu lidských embryonálních kmenových buněk; Biosenzor pro analýzu arytmogenicity léků založený na spojení kardiomyocytů odvozených z lidských pluripotentních kmenových buněk s mikroskopem atomárních sil na mikroelektrodovém poli; Konfokální mikroskopie; Histologická analýza. Elektrofyziologická analýza excitabilních buněk.

Vybrané výsledky

  • Zkonstruovali jsme nový biosenzor k analýze arytmogenního účinku léků, založený na kardiomyocytech odvozených z lidských pluripotentních kmenových buněk  (e.g. Klimovic, S et al., Aminophylline Induces Two Types of Arrhythmic Events in Human Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes. Front Pharmacol. 2022 Jan 17;12:789730. doi: 10.3389/fphar.2021.789730. eCollection 2021. PMID: 35111056)
  • Objevili jsme novou komunikaci mezi signálními drahami MAPK a PI3K/AKT v pluripotentních kmenových buňkách (e.g.Fojtík, P et al. Both Hypoxia-Inducible Factor 1 and MAPK Signaling Pathway Attenuate PI3K/AKT via Suppression of Reactive Oxygen Species in Human Pluripotent Stem Cells. Front Cell Dev Biol. 2021 Jan 21;8:607444. doi: 10.3389/fcell.2020.607444. eCollection 2020. PMID: 33553145)
  • Objevili jsme nový patologický mechanismus vedoucí ke kardiomyopatii u Duchennovy svalové dystrofie a představili možnou terapii (e.g. Jelinkova, S et al., Dystrophin Deficiency Causes Progressive Depletion of Cardiovascular Progenitor Cells in the Heart. Int J Mol Sci. 2021 May 10;22(9):5025. doi: 10.3390/ijms22095025. PMID: 34068508)
  • Objevili jsme novou dráhu opravy DNA v pluripotentních kmenových buňkách (e.g. Kohutova, A et al. Ligase 3-mediated end-joining maintains genome stability of human embryonic stem cells. FASEB J. 2019 Jun;33(6):6778-6788. doi: 10.1096/fj.201801877RR. Epub 2019 Feb 26. PMID: 30807703)
  • Objevili jsme novou kinázu regulující buněčný osud kmenových buněk (e.g. Vanova, T et al. Tyrosine Kinase Expressed in Hepatocellular Carcinoma, TEC, Controls Pluripotency and Early Cell Fate Decisions of Human Pluripotent Stem Cells via Regulation of Fibroblast Growth Factor-2 Secretion. Stem Cells. 2017 Sep;35(9):2050-2059. doi: 10.1002/stem.2660. Epub 2017 Jul 6. PMID: 28631381)