Vyhledávání

Celý intranet Aktuální oblast


 

prof-sykova-lab.jpg

 

Vedoucí: prof. MUDr. Eva Syková, DrSc.

E-mail: sykova@biomed.cas.cz
Tel.: +420 241 062 230

V oddělení jsou studovány mechanismy onemocnění CNS, poranění mozku a míchy, užití kmenových buněk a biomateriálů v jejich léčbě. Dále jsou studovány iontové změny a difúzní parametry v CNS v průběhu fyziologických a patologických stavů, nesynaptický přenos v CNS, receptory a iontové kanály, funkce gliových buněk.
 

 

 

foto-lab-2013.jpg

 

 

Laboratoř difúzních studií
a zobrazovacích metod

 

Laboratoř tkáňových kultur
a kmenových buněk

 

prof. MUDr. Eva Syková, DrSc., FCMA | Vedoucí laboratoře

E-mail: sykova@biomed.cas.cz
Tel.: +420 241 062 230

 

 

Vědečtí pracovníci:
prof. MUDr. Eva Syková, DrSc., FCMA
doc. MUDr. Lýdia Vargová, PhD.
Mgr. Ivan Voříšek, PhD.
MUDr. Aleš Homola, PhD.

 
Postgraduální studenti:
Mgr. Lesia Dmytrenko
MUDr. Michal Cicanič


Laboranti/technický personál:
Hana Hronová
Helena Pavlíková

 

RNDr. Pavla Jendelová, PhD. | Vedoucí laboratoře

E-mail: jendel@biomed.cas.cz
Tel.: +420 241 062 619

 

 

Vědečtí pracovníci:
prof. MUDr. Eva Syková, DrSc., FCMA
RNDr. Pavla Jendelová, Ph.D.
MVDr. Takashi Amemori, CSc.
MUDr. Serhiy Forostyak, Ph.D.

PharmDr. Šárka Kubinová, Ph.D.
Mgr. Nataliya Romanyuk, Ph.D.
MUDr. Lucia Urdzíková-Machová, Ph.D.
MUDr. Aleš Hejčl, PhD.

 

Postgraduální studenti:
Mgr. Miroslava Kapcalová
Mgr. Magdalena Kulijewicz-Nawrot
MUDr. Karolína Turnovcová
Mgr. Dana Mareková
Mgr. Jiří Růžička


Techničtí pracovníci:
Linda Fedorowiczová
Pavlína Macková
Michal Douděra

 

 

Laboratoř biomateriálů
a biofyzikálních metod

 

Laboratoř histochemie
a farmakologie oka

 

PharmDr. Šárka Kubinová, Ph.D. | Vedoucí laboratoře
E-mail: sarka.k@biomed.cas.cz
Tel.: +420 241 062 635

 

 

Vědecký pracovník
PharmDr. Šárka Kubinová, Ph.D.


Postgraduální studenti
Mgr. Zuzana Kollárová
MUDr. Dmitry Tukmachev

Technický pracovník
Linda Fedorowiczová
 

doc. MUDr. Jitka Čejková, DrSc. | Vedoucí laboratoře

E-mail: cejkova@biomed.cas.cz
Tel.: +420 241 062 208

 

 

Vědečtí pracovníci:
doc. MUDr. Jitka Čejková, DrSc.
MUDr. Taras Ardan, PhD.


Postgraduální student:
Ing. Čestmír Čejka


Technický pracovník:
Jana Herlová

 

 

 

Laboratoř tkáňových kultur a kmenových buněk

 
se zabývá izolací, značením a užitím kmenových buněk k léčbě poranění mozku a míchy. Jsou studovány různé typy buněk (mezenchymové kmenové buňky, olfaktorická glie a embryonální kmenové buňky) z hlediska jejich potenciálu napomáhat regeneraci nervové tkáně. Makroporézní polymerní hydrogely nebo nanovlákenné struktury jsou využívány jako vhodné nosiče pro růst buněk jak v kulturách in vitro, tak v in vivo implantacích jako cílené nosiče buněk, které podporují regeneraci poraněné tkáně. Cílem buněčné terapie je opravit nebo nahradit, případně vylepšit biologické funkce poškozené nervové tkáně.
 

Významné výsledky v roce 2012

 

Indukované pluripotentní kmenové (iPS) buňky jsou významným zdrojem pro léčbu akutních mozkových příhod

Lidské indukované pluripotentní kmenové (iPS) buňky jsou významným zdrojem pro léčbu akutních mozkových příhod. Neurální prekursory derivované z iPS buněk jsme transplantovali do striata potkanům s modelem iktu. Transplantované buňky diferencovaly do interneuronů a GABAergních neuronů, které vysílaly své axony do substantia nigra. Transplantát rovněž prorostl 5-TH pozitivními buňkami příjemce. Tyto histologické změny vedly k zmírnění funkčního deficitu vyvolaného iktem a ke snížení atrofie substantia nigra, ke které dochází po poškození striato-nigrálních spojů. Transplantované buňky tak mají v léčbě modelu mozkové mrtvice dvojí účinek. V prvních měsících uvolňují látky, které snižují odumírání důležitých struktur v mozku (substantia nigra) a podporují regeneraci nervové tkáně, což se projeví snížením neurologického deficitu způsobeného iktem. V dalších měsících dochází k začleňování diferencovaných buněk do mozkových struktur příjemce a k rekonstrukci příslušných nervových drah.

 
2012-J-fig1.jpg
Obr. 1. A. Lidské neurální prekurzory derivované z indukovaných pluripotentních buněk (NP-iPS) transplantované do striata potkana s ischemickou lézí. Šipky lokalizují transplantát. B, C: Lidské buňky (MTC02+) se integrovaly do tkáně hostitele a prorostly gliovými buňkami příjemce (GFAP+). D: Proliferující buňky v transplantátu (Ki67+) nebyly pozitivní na lidský marker MTC02 a jednalo se pravděpodobně o astrocyty nebo mikroglie. E,F,H: Transplantované buňky diferencovaly do DARPP32+ striatálních neuronů a interneuronů (hCalretinin+). G: NP-iPS diferencované do neuroblastů migrovaly ve striatu (DCX+) na krátké vzdálenosti od místa vpichu.
 
Publikace: Polentes J, Jendelova P, Cailleret M, Braun H, Romanyuk N, Tropel P, Brenot M, Itier V, Seminatore C, Baldauf K, Turnovcova K, Jirak D, Teletin M, Côme J, Tournois J, Reymann K, Sykova E, Viville S, Onteniente B.: (2012) Human induced pluripotent stem cells improve stroke outcome and reduce secondary degeneration in the recipient brain. Cell Transplant. 2012;21(12):2587-602, IF 5,13
 

 

Řízené uvolňování gentamicinu z nanovlákenných „sendvičů” s různou tloušťkou vnějších vrstev

 

PharmDr. Šárka Kubínová, Ph.D.
E-mail: sarka.k@biomed.cas.cz | Tel.: +420 241 062 635

 

Technologií bezjehlového elektrostatického zvlákňování byly připraveny nanovlákenné „sendviče” PUR/PVA/PVA s různou tloušťkou vnějších vrstev polyuretanu (PUR) a s inkorporovaným gentamicinem do středové vrstvy polyvinylalkoholu (PVA). HPLC analýza a inhibice bakteriálního růstu potvrdily stabilitu gentamicinu po jeho inkorporaci do nanovláken během procesu zvlákňování. Zvýšení tloušťky vnějších krycích vrstev „sedviče” vedlo k pomalejšímu uvolňování gentamicinu. Nanovlákenné vrstvy s řízeným uvolňováním léčiva představují perspektivní materiál pro použití v různých oblastech medicíny.

 
2012-fig2.jpg
2012-fig3.jpg
Obr. 2 A, SEM zobrazení nanovlákenného „sendviče” s vnější vrstvou PUR 4.4 g/m2. B, Graf zobrazující kinetiku uvolňování gentamicinu z nanovlákenných „sendvičů” s různou tloušťkou krycích vrstev.
 
Publikace: Širc, J., Kubinová, Š., Hobzová, R., Stránská, D., Kozlík, P., Bosáková, Z., Mareková, D., Holáň, V., Syková, E., Michálek, J.: (2012) Controlled gentamicin release from multi-layered electrospun nanofibrous structures of various thicknesses. Int. J. Nanomedicine 7: 5315-25, IF 3,130.
 

 

Efektivní cílené magnetické doručování mesenchymálních kmenových buněk do míšního poranění

V buněčné terapii bývá problém doručit dostatečně velké množství buněk na místo poranění. Jednou z možností je využít magnetických nanočástic k cílenému doručení do místa léze pomocí permanentního magnetu. Potkanům s míšní lézí byl implantován nad místo poranění magnet a zvířatům byly intrathekálně aplikovány mesenchymové kmenové buňky značené superparamagnetickými nanočásticemi. Buňky se zkoncentrovaly v okolí léze a jejich distribuce odpovídala vypočítané distribuci magnetických sil působících na transplantované buňky v oblasti léze (obrázek 1). Efektivita cíleného doručování buněk může být ještě zvýšena využitím magnetů, které vytvářejí modulované magnetické pole (obrázek 2). Proto byl navržen matematický model kinetiky cílení buněk do míšní léze a analyzovány parametry magnetického systému kritické pro efektivní cílení buněk.

 
2012-fig3.jpg
Obr. 3. Hypointensní signál magnetické rezonance z magneticky značených transplantovaných mesenchymových kmenových buněk v oblasti léze u zvířat s magnetickým implantátem A, a bez implantátu D,. Buňky byly u zvířat s magnetem, oproti kontrole bez magnetu, výrazně koncentrované v oblasti léze, barvení na železo berlínskou modří
B, E kolokalizuje se zeleným fluorescenčním proteinem C, F. Měřítko = 100 µm.
 
2012-fig4.jpg
Obr. 4. Magnetické siločáry v okolí plochého A a zubatého magnetu B. Šipky ukazují směr magnetických sil působících na označené buňky. Odpovídající distribuce transplantovaných buněk na povrchu míchy je vyznačená modrými kuličkami. Oblasti s nejvyššími hodnotami magnetických sil jsou označeny zeleně, oranžově a červeně.
 

 

 nahoru

 

Laboratoř difúzních studií a zobrazovacích metod

 

studuje změny extracelulárního prostoru, které vznikají během fyziologických a patologických stavů. K tomuto účelu se používá několik modelů na zvířatech, které napodobují patologické stavy a nemoci nervového systému, např. ischemického poškození, nádorů, změn během stárnutí, poranění mozku a míchy, Parkinsonovy a Alzheimerovy choroby. Cílem výzkumu je zlepšení terapeutických a diagnostických metod pro onemocnění CNS a prevence poškození nervového systému. Studie jsou zaměřeny na výzkum a pochopení mechanizmů udržování iontové a objemové homeostázy v CNS, extracelulárního prostoru a jeho funkce komunikačního kanálu, difúzních parametrů, nesynaptického „objemového“ přenosu a úlohy gliových buněk při přenosu signálů, chování a regenerace.

 

Významné výsledky v roce 2012

 

1. Kvantitativní a kvalitativní změny extracelulární matrix v dysplastické kůře a zhoršení difúzních vlastností tkáně představují další patogenetický faktor, přispívající k neuronální hyperexcitabilitě a vzniku epileptiformní aktivity u lidí

Fokální dysplázie mozkové kůry („focal cortical dysplasia“; FCD) jsou jednou z nejčastějších příčin farmakorezistentní epilepsie u dětí. Naše studie ukázala, že nejenom odchylky v synaptickém přenosu či buněčných funkcích, ale rovněž i odlišné difúzní parametry extracelulárního prostoru, vyvolané změnami ve složení extracelulární matrix (ECM) a astrogliózou, mohou spolupůsobit při vzniku a propagaci epileptiformní aktivity v dysplatické tkáni. Imunohistochemickou analýzu složení ECM v dysplastické a nemalformované kůře jsme provedli ve 163 vzorcích od 62 pacientů, chirurgicky léčených pro refrakterní epilepsii. Výsledky této analýzy jsme porovnávali s hodnotami difúzních parametrů extracelulárního prostoru, t.j. objemovou frakcí α a tortuozitou λ, naměřenými v čerstvě resekované kůře pomocí iontoforetické metody v reálném čase. Ve srovnání s nemalformovanou kůrou jsme u obou typů dysplázie nalezli zvýšenou tortuozitu, která odráží zhoršenou extracelulární difúzi a to i navzdory zvýšené hodnotě extracelulární objemové frakce u FCD typu II. Zhoršení extracelulární difúze korespondovalo se zvýšenou akumulací tenascin R a C a versikanu, zatímco u brevikanu jsme nalezli snižení exprese u FCD typu II. Kvantitativní a kvalitativní odchylky ve složení ECM spolu s doprovodnými změnami difúzních parametrů extracelulárního prostoru mohou ovlivňovat difúzi neuroaktivních látek a tudíž extrasynaptický přenos a podporovat tak hyperexcitabilitu neuronální sítě a vznik epileptických záchvatů. Zhoršení difúzních vlastností tkáně může v neposlední řadě rovněž přispívat i k oslabení účinnosti antiepileptických léčiv.

 

normální laminární distribuci neuronů u nemalformované kůry
Obr. 1. NeuN imunobarvení ukazuje normální laminární distribuci neuronů u nemalformované kůry.
A, a ztrátu laminární a kolumnární organizace neuronů u FCD typu I B; u FCD typu II jsou navíc přítomny velké dysmorfní neurony s atypickou morfologií a aberantní orientací C. Barvení na GFAP ukazuje u nemolformované kůry pouze vzácně se vyskytující GFAP-pozitivní výběžky gliových buněk, převážně v subpiální zóně D. Počet a větvení GFAP-pozitivních výběžků se u FCD typu I zvýšilo E; ještě větší GFAP imunopozitivitu nalezneme u FCD typu II F. Měřítko: A, 500 μm, BC, 200 μm a E, a F, 100 μm. Tvar difúzních křivek i vypočítané parametry ukazují zvýšenou tortuozitu v obou typech FCD (více u FCD II), t.j. pomalejší extracelulární difúzi, zatímco objem extracelulárního prostoru se významně zvětšil ve srovnání s kontrolní tkání pouze u FCD typu II (pro srovnání šedá silueta reprezentuje křivku ve zdravé tkáni).
 
Imunohistochemická analýza ECM
 
Obr.2. Imunohistochemická analýza ECM molekul tenascinu R A–C a versikanu D–F v nemalformované kůře, u FCD typu I a FCD typu II. U obou typů dysplázie dochází ke zvýšené akumulaci tenascinu R a versikanu v mezibuněčném prostoru malformované kůry – více u FCD typu II. Měřítko: 50 μm. Výsledky kvantitativní obrazové analýzy imunoreakce proti tenascinu R a versikanu ukazují spodní grafy (signifikantní rozdíly oproti nemalformované kůrě jsou označeny hvězdičkou).
 
Imunohistochemická analýza ECM
 
Obr. 3. Imunohistochemická analýza ECM molekul tenascinu C A–C a brevikanu D–F v nemalformované kůře, u FCD typu I a FCD typu II ukazuje vyšší extracelulární akumulaci tenascinu C u dysplázie typu II, zatímco pozitivita brevikanu byla u tohoto typu dysplázie snížená. Měřítko: 50 μm. Výsledky kvantitativní obrazové analýzy imunoreakce proti tenascinu C a brevikanu ukazují spodní grafy (signifikantní rozdíly oproti nemalformované kůrě jsou označeny hvězdičkou).

 

Publikace:

Zamecnik J, Homola A, Cicanic M, Kuncova K, Marusic P, Krsek P, Sykova E, Vargova L. (2012) The extracellular matrix and diffusion barriers in focal cortical dysplasias. Eur J Neurosci. 36(1):2017-24. IF 3,658.

 

 

 

Významné výsledky v roce 2011

 

1. U fokální korové dysplázie u lidí je zhoršená extracelulární difúze v důsledku zvýšení množství difúzních bariér, které tvoří změněné astrocytární výběžky a nadprodukce extracelulární matrix

Změny difúzních parametrů extracelulárního prostoru (ECP) jsme sledovali ve vzorcích mozkové tkáně u pacientů chirurgicky léčených na refrakterní epilepsii za použití iontoforetické metody v reálném čase. Vzorky tkáně byly následně histologicky zpracovány pro analýzu přítomnosti a typu fokální korové dysplázie (FCD typ I a typ II), morfologických změn astrocytů a různých molekul extracellulární matrix. V kůre s normální strukturou se hodnoty extracelulární objemové a tortuozity významně nelišily od hodnot, nalezených v kůře experimentálních zvířat. Tortuozita byla signifikantně zvýšena jak u obou typů dysplázie (více u FCD typu II, zatímco objem ECP byl zvýšen pouze u FCD type II. Histologické vyhodnocení ukázalo zvýšení počtu GFAP-pozitivních astrocytárních výběžků u obou typů dysplázie, zvýšenou akumulaci tenascinu C, tenascinu R a versikanu. Z výsledků našich měření vyplývá, že difúze v dysplastické kůře je zpomalena přítomností difúzních bariér v důsledku strukturálních změn neuronů a astrocytů i nadprodukcí a kvalitativními změnami extracelulární matrix. Zhoršená difúze může společně se změnami v expresi receptorů pro neuroaktivní látky a jinými změnami v dysplastické tkáni přispívat k hyperexcitabilitě neuronální sítě a vzniku epileptických záchvatů.

 

2011-fig3.jpg
Obr. 2. Histologický obraz zdravé tkáně (kontrola), FCD typu I a II (orig. zvětšení 100x) a odpovídajících difúzních křivek s hodnotami extracelulární objemové frakce a tortuozity. Základní barvení na hematoxylin-eosin (HE) nebo kresyl-violeť (CV u FCD typu I) ukazuje, že typická struktura vrstev zdravé tkáně u obou typů fokálních dysplázií chybí, u FCD II jsou navíc přítomné aberantní balónové buňky (inset, orig. zvětšení 400x). U obou typů dysplázie bylo zvýšené barvení na GFAP pozitivní reaktivní glii; patologická akumulace extracelulární matrix (např. tenascin C) byla detekována pouze u FCD typu II. Tvar difúzních křivek i vypočítané parametry ukazují zvýšenou tortuozitu v obou typech FCD (více u FCD II), t.j. pomalejší extracelulární difúzi, zatímco objem extracelulárního prostoru se významně neliší od kontrolní tkáně (pro srovnání šedá silueta reprezentuje křivku ve zdravé tkáni).

 

 

Publikace: Vargova L, Homola A, Cicanic M, Kuncova K, Krsek P, Marusic P, Sykova E, Zamecnik (2011) The diffusion parameters of the extracellular space are altered in focal cortical dysplasias. J.Neurosci Lett. 2011 499(1):19-23.
Zamecnik J, Homola A, Cicanic M, Kuncova K, Marusic P, Krsek P, Sykova E, Vargova L. (in press) The extracellular matrix and diffusion barriers in focal cortical dysplasias. Eur J Neurosci.
 

 

2. Astrogliální sítě v neurogliální regulaci

Vliv astrocytárních sítí a vzájemnou neurogiální interakci jsme sledovali u zvířat deficitních pro konexiny 30 a 43 (Cx30-/-Cx43-/-). Elektrofyziologické experimenty prokázaly, že propojení a komunikace astrocytů pomocí gap junctions, kterých stavebními jednotkami jsou konexiny, omezuje neuronální aktivitu, pravděpodobnost uvolnění mediátoru a vede k útlumu synaptického přenosu u pyramidových neuronů v CA1 oblasti. U Cx30-/-Cx43-/- myší byla dlouhodobá potenciace (LTP) snížená oproti kontrolám o 80 %, zatímco dlouhodobá deprese (LTD) byla ve srovnání s kontrolami o 100 % zvýšená. Analýza glutamátových a draslíkových proudů po stimulaci Schafferových kolaterál prokázala zvýšenou synaptickou aktivitu, ale sníženou astrocytární funkci pro iontovou a glutamátovou homeostázu u Cx30-/-Cx43-/- zvířat. Relativní pokles objemu extracelulárního prostoru (ECP) u Cx30-/-Cx43-/- myší byl při stimulaci oproti kontrolám dvojnásobný. Menší objem ECP u Cx30-/-Cx43-/- myší potencuje zvýšení extracelulární koncentrace iontů a neuromediátorů a pravděpodobně vede i k akumulaci difúzních bariér, zpomalujících difúzi neuroaktivních látek z místa uvolnění, což zvyšuje ještě více synaptickou aktivitu a prodlužuje neuronální aktivaci.


Spolupráce: Center for Interdisciplinary Research in Biology, INSERM U1050, Collège de France, Paris,France.

 

2011-fig4.jpg
Obr. 3. Zvýraznění změn ECP behěm neurální aktivity u Cx30-/-Cx43-/- myší. A: Schéma ilustruje zvýšení extracelulární koncentrace TMA+ iontů během neuronální aktivity v důsledku zvětšení buněčného objemu především gliových buněk. B: Záznam reprezentativních změn [TMA+]e u kontrol a Cx30-/-Cx43-/- myší při stimulaci Schafferových kolaterál (10 Hz/10 s) ve stratum radiatum CA1 oblasti. (C) Vypočítaný relativní pokles objemu ECP ukazuje dvojnásobnou změnu u transgenních zvířat. D a E: Normalizované reprezentativní odpovědi (D) odhalují zvýšení polovičního času návratu („half-decay time“) (E).

 

 

Publikace: Pannasch U., Vargová L., Reingruber., Ezana P., Holcman D., Giaume C., Syková E. and Rouach N. (2011). Astroglial networks scale synaptic aktivity and plasticity. Proc Natl Acad Sci U S A. 108(20):8467-72.

 

 

  nahoru

 

Laboratoř biomateriálů a biofyzikálních metod

 

je zaměřena na vývoj syntetických biomateriálů pro regeneraci a rekonstrukci tkání a studium jejich funkčnosti na biologických modelech. Ve spolupráci s Fyzikálním ústavem AV ČR se laboratoř zabývá komplexním výzkumem interakcí nízkoteplotního plazmatu s živými organismy a vývojem nových technologií a zařízení pro využití nízkoteplotního plazmatu v biomedicínských aplikacích.

 

Výzkumné projekty:

  • Vývoj biomodifikovaných hydrogelů pro léčbu míšního poškození
  • Vývoj a výzkum nízkoteplotního atmosférického plazmatu pro biomedicínské aplikace
  • Cílené manipulace a doručování kmenových buněk pomocí magnetického pole s vysokým gradientem

 

Vývoj biomodifikovaných hydrogelů pro léčbu míšního poškození

Traumatické poranění míchy je závažný patologický stav s trvalým poškozením motorických a senzorických funkcí. V současné době neexistuje efektivní léčba, která by ztrátu míšních funkcí dokázala obnovit. Jedním z terapeutických přístupů je přemostění místa léze pomocí porézních biomateriálů, které v kombinaci s kmenovými buňkami umožní regeneraci poškozené míšní tkáně a obnovu funkčního propojení. Jako vhodné biomateriály byly ve spolupráci s Ústavem Makromolekulární Chemie AV ČR vyvinuty superporézní hydrogely na bázi poly(2-hydroxethyl methacrylátu) (PHEMA) s různou povrchovou biomodifikací, jejichž fyzikálně-chemické vlastnosti byly optimalizovány tak, aby byla umožněna dobrá integrace implantátu v míšní tkáni a zároveň aby bylo stimulováno prorůstání axonů a tím i funkční přemostění léze. Díky bioadhezivní povrchové modifikaci, např. peptidovou sekvencí SIKVAV (Ser-Ile-Lys-Val-Ala-Val), je možné použít tyto hydrogely také jako nosiče kmenových buněk. SIKVAV-modifikované PHEMA hydrogely s orientovanou porozitou v kombinaci s kmenovými buňkami jsou nyní studovány na zvířecích modelech míšního poškození.

 

2011-fig5.jpg
Obr. 4. Snímek superporézního PHEMA hydrogelu s orientovanou porositou.

 

 

2011-fig5.jpg
Obr. 5. Histologické snímky podélných řezů míchy 2 měsíce po implantaci hydrogelu do míšní transekce. Imunofluorescenční barvení zobrazující (A) neurofilamenta, (B) Schwanovy buňky (p75, červeně) a neurofilamenta (zeleně) v hydrogelu, (C, D) cévy (RECA). (D) představuje zvětšení oblasti z implantovaného hydrogelu vyznačené na obr.(C). Měřítka: (A, C) 500 µm and (B, D) 50 µm.

 

 

Publikace: Kubinová, Š., Horák, D., Syková, E.: (2009) Cholesterol-modified superporous poly(2-hydroxyethyl methacrylate) scaffolds for tissue engineering. Biomaterials 30(27): 4601-4609.

Kubinová, Š., Horák, D., Kozubenko, N., Vaněček, V., Proks, V., Price, J., Cocks, G., Syková, E.: (2010) The use of superporous Ac-CGGASIKVAVS-OH-modified PHEMA scaffolds to promote cell adhesion and the differentiation of human fetal neural precursors. Biomaterials 31(23): 5966-5975.

Kubinová, Š., Horák, D., Hejčl, A., Plichta, Z., Kotek, J., Syková, E.: (2011) Highly superporous cholesterol-modified poly(2-hydroxyethyl methacrylate) scaffolds for spinal cord injury repair. J. Biomed. Mater. Res. A. 99(4): 618-629.

Kubinová, Š., Horák, D., Hejčl, A., Plichta, Z., Kotek, J.,Proks, V., Forostyak, S., Syková, E.: (2012) SIKVAV-modified highly superporous PHEMA scaffolds with oriented pores for spinal cord injury repair, J. Tissue Eng. Reg. Med., in press.

 

Vývoj a výzkum nízkoteplotního atmosférického plazmatu pro biomedicínské aplikace

Studium interakcí nízkoteplotního plazmatu s živými organismy je perspektivní oblastí výzkumu fyziky plazmatu s návazností na přírodní a lékařské vědy. Nízkoteplotní plazma má nespecifické inhibiční účinky na mikroorganizmy, což představuje slibný potenciál zejména pro sterilizaci biologických povrchů a léčbu ran a kožních defektů. Cílem výzkumu je získání nových znalostí o mechanismech působení nízkoteplotního plazmatu na živé organismy (bakterie, živé buňky, tkáně) na molekulární, buněčné a tkáňové úrovni. Současně probíhá vývoj nových zařízení na generování nízkoteplotního plazmatu s optimalizací pro biomedicínské aplikace. K dosažení navržených cílu jsou implementovány multidisciplinární přístupy z oblasti fyziky plazmatu, chemie, buněčné biologie a medicíny.

 

2011-fig5.jpg
Užitný vzor:
Churpita, O., Hubička, Z., Dejneka, A., Jastrabík, L., Zablotskyy, Vitaliy A., Syková, E., Kubinová, Š.: Zařízení pro generaci nízkoteplotního plazmatu s laditelnou koncentrací ionizovaných částic. Device for generation of low-temperature plasma with tunable density of ionized particles. Praha : Úřad průmyslového vlastnictví, 2012. Praha : Fyzikální ústav AV ČR, v.v. i. CZ, Ústav experimentální medicíny AV ČR, v.v.i., Praha 4, CZ.
Datum udělení vzoru: 03.05.2012. Číslo vzoru: 23746

 

Cílené manipulace a doručování kmenových buněk pomocí magnetického pole s vysokým gradientem.

Hlavním cílem projektu je získání a propojení poznatků z oblasti buněčné biologie a fyziky mikro- a nanomagnetů využitelných pro biomedicínské aplikace a navržení nových terapeutických strategií. V rámci projektu jsou zkoumány možnosti manipulace kmenových buněk v externím magnetickém poli s vysokým gradientem. Nové poznatky přispějí k dalšímu vývoji nano- a mikromagnetů pro biomedicínské aplikace v oblastech: i) vypracování nových strategií pro magnetické doručování léčiv a kmenových buněk, ii) optimalizace magnetů využitelných pro nanobiotechnologie, iii) regulace a kontroly buněčné viability, proliferace a diferenciace.

 

Publikace: Vaněček V., Zablotskii V., Forostyak S., Růžička J., Herynek V., Babič M., Jendelová P., Kubinová Š., Dejneka A, Syková E.: (2012) Highly efficient magnetic targeting of mesenchymal stem cells in spinal cord injury. Int. J. Nanomed. 7: 3719-3730.

 

 nahoru

 

Laboratoř histochemie a farmakologie oka

 

zkoumá příčiny špatně se hojících lézí předního očního segmentu při různých očních onemocněních nebo poraněních. Hledá pozitivní možnosti jejich prevence nebo léčby umožňující hojení, připravují se postupy využívající k léčbě defektů rohovky kmenové buňky.

 

Významný výsledek v roce 2012

1. Nebezpečí dlouhodobého pobytu na slunci pro lidské oko

Solární UVB záření vyvolá v rohovce intrakorneální zánět, zvýšenou rohovkovou hydrataci a změnu transmise světla rohovkou. Tyto změny jsou doprovázeny mlhavým viděním, změnou ostrosti vidění. V pokusech na králičí rohovce a porovnáním dávek záření experimentálních s dávkami UVB záření udávanými v literatuře, dopadajícími na lidskou rohovku ze slunečního světla jsme prokázali, že celodenní pobyt na slunci po čtyři po sobě jdoucí dny je pro člověka nebezpečný a může vyvolat trvalé změny v optických vlastnostech oka.

 

Nebezpečí dlouhodobého pobytu na slunci pro lidské oko - grafy
Obr. Grafy (Obr. 1. a Obr. 2.) vyjadřují průměrná absorpční spektra králičí rohovky, vyjádřená jako průběhy transmitance resp. absorbance po 4 dnech ozařování rohovky při denní dávce 0.5 J/cm2 nebo 1.0 J/cm2 a po dvou měsících hojení rohovky v porovnání k průměrným hodnotám absorpčních spekter normální rohovky (spektra jsou relevantní nad 300 nm). Z průběhu spekter vyplývá, že po opakované vyšší dávce UVB záření se průchod světla rohovkou neobnoví k původním hodnotám. Dávky 0.5 J/cm2 a 1.0 J/cm2 odpovídají u člověka pobytu na slunci a přímé expozici oka (rohovky) UVB záření po dobu 5 a 10 hodin.

 

Publikace:

Cestmir Cejka, Jozef Rosina, Jakub Sirc, Jiri Michalek, Blanka Brunova, Jitka Cejkova: The reversibility of UV-B induced alterations in optical properties of the rabbit cornea depends on dose of UV irradiation. Photochem Photobiol (2012) Oct 28. doi: 10.1111/php.12010. [Epub ahead of print]. IF 2,413.
 

2. Metoda impresních cytologií epiteliálních buněk rohovky jako citlivá diagnostická metoda

Porovnáváním vhodných imunohistochemických márkrů v kryostatových řezech králičí rohovky se stejnými márkry detekovanými na impresních rohovkových cytologiích na Millicelových membránách jsme zjistili, že impresní cytologie jsou velmi citlivou metodou pro diagnostiku rohovkových poranění anebo onemocnění. Prokázali jsme to na experimentálním poškození rohovky UVB zařením, kde trehaloza účinně zrychlila hojení rohovky a snížila rohovkovou neovaskularizaci. Metoda je využitelná v humánní medicině. Podává obraz rohovkového poškození, aniž by pacienta zatížila náročným vyšetřením.

 

Nebezpečí dlouhodobého pobytu na slunci pro lidské oko - grafy
Porovnání imunohistochemické detekce plasminogen aktivátoru urokinázového typu (u-PA) v kryostatových řezech králičí rohovky s detekcí u-PA v impresních cytologiích buněk rohovkového epitelu
Obr. Imunohistochemické detekci plasminogen aktivátoru urokinázového typu (u-PA) v kryostatových řezech rohovkového epitelu (a, c, e, g, i, k, m) odpovídá detekce u-PA na impresních cytologiích buněk rohovkového epitelu (b, d, f, h, j, l, n). Na obrázku je to ukázáno u rohovky ozářené UVB zářením a lokálně léčené trehalozou. Ozáření rohovky UVB paprsky vyvolá vysokou expresi U-PA (a, b) v porovnání k normální rohovce (k, l), kde barvení u-PA je velmi nízké. Trehaloza, disacharid glukozy, snižuje expresi u-PA (e, f – po jednom týdnu aplikace trehalozy na oko, i, j – po dvou týdnech aplikace) v porovnání s aplikací fyziologického roztoku na rohovku, kde exprese u-PA je podstatně vyšší (c, d – po jednom týdnu aplikace, g, h – po dvou týdnech aplikace na oko). Na obrázku m, n je negativní kontrola (inkubační roztok bez primární protilátky). Pouze jádra se barví dobarvením (haematoxylinem).

 

 

Publikace:

Jitka Cejkova, Cestmir Cejka, Lacques Luyckx: Trehalose treatment accelerates the healing of UVB-irradiated corneas. Comparative immunohistochemical studies on corneal cryostat sections and corneal impression cytology. Histol Histopathol (2012), 27: 1029-1040. IF 2,480.

 

 

Významný výsledek v roce 2011

 

Centrální tlouštka rohovky jako index rohovkové hydratace

Měření rohovkové hydratace podle centrální tlouštky rohovky je citlivým márkrem jejího poškození, které lze využít pro rychlé zjištění rohovkového poranění anebo onemocnění i např. účinnosti ochranných očních UV filtrů.

Změny centrální tlouštky rohovky měřené ultrazvukovým pachymetrem před jejím ozářením UVB paprsky (312 nm dávka 0.25 J/cm2) první den a v dalších dnech při stejné denní dávce. V průběhu ozařování byl na oko aplikován (kapáním) UV filtr, actinoquinol v kombinaci s kyselinou hyaluronovou, anebo fyziologický roztok. Diference mezi středovými tlouštkami rohovky (hydratací) mezi oběma případy byly signifikantní. Králičí oko bylo chráněno UV filtrem před škodlivým účinkem UVB záření při denní dávce 0.25 J/cm2 čtyři po sobě jdoucí dny, což přibližně odpovídá expozici lidské rohovky UVB paprskům ze slunečního záření po dobu 2.5 hod. denně v průběhu čtyř po sobě jdoucích dnů.

 

 

 
2012-C-fig.jpg
Obr. 6. Poškození jednotlivých vrstev rohovky vyvolá změny její hydratace, které se projeví změnou centrální tloušťky rohovky, kterou lze měřit pomocí ultrazvukového pachymetru. Posuzování poškození rohovky dle změn její tloušťky je způsob velmi citlivý a využitelný k rychlé orientaci rohovkového poranění anebo onemocnění, jak jsme prokázali kombinací metod biochemických a imunohistochemických. Tento způsob lze využít i ke zjištění účinnosti ochranných očních UV filtrů.

 

 

Citace výstupu: 16
Spolupracující subjekt: Dr. Luyckx, Ph.D., Laboratoires Thea, Clermont-Ferrand, France.
Kontaktní osoba: Ing. Čestmír Čejka, Ph.D., 241062208, e-mail: cestmir.cejka@seznam.cz

 

Publikace: Cestmir Cejka, Jacques Luyckx, Jitka Cejkova: Central corneal thickness considered an index of corneal hydration of the UVB irradiated rabbit cornea as influenced by UVB absorber. Physiol Res (2012) 61, 299-306. IF 1.55

 

 

 nahoru