Hlavním cílem experimentálního programu Laboratoře buněčné regenerace a plasticity (LBRP) je získat co nejvíce informací o biologii kmenových buněk a vypracovat metodiky pro jejich cílenou diferenciaci tak, aby mohly sloužit pro bezpečnou a funkční náhradu poškozených buněk a tkání. Z tohoto pohledu je kritické, aby buňky kultivované in vitro si podržely své charakteristické vlastnosti i po transplantaci a nemohlo dojít k návratu k buňkám méně diferencovaným, popřípadě nádorovým. Dříve než budou vypracovány protokoly pro aplikaci buněčné terapie v medicíně, je nezbytné ověřit účinnost a bezpečnost všech postupů buněčné terapie na optimálních zvířecích modelech. Z tohoto důvodu je nyní velmi aktuální studovat kmenové buňky derivované z biomedicínských modelů, v našem případě z miniaturních prasat. Proto je naším cílem získat co nejúplnější charakteristiku somatických kmenových buněk prasat, která umožní jejich efektivní propagaci v podmínkách in vitro a přispěje k vypracování co nejúčinnějších protokolů pro jejich cílenou diferenciaci. Optimální biomedicínský model miniaturního prasete pak dovolí vypracovat takové protokoly pro jejich auto- nebo alo-transplantaci, které odůvodní budoucí bezpečné použití buněčné terapie v humánní medicině.

Velmi značná podobnost mnoha fyziologických funkcí mezi prasetem a člověkem stimulovala široký biomedicínský výzkum. Aby byl usnadněn chov a ustájení zvířat používaných k experimentům, bylo vyšlechtěno několik kmenů miniaturních prasat. Také na našem Ústavu jsou chována miniaturní prasata, jak v rámci outbredního, tak inbredního chovu, které reprezentují optimální model pro předklinické pokusy s nervovými, mezenchymovými a epidermálními kmenovými buňkami. Studium nervových kmenových buněk je motivováno snahou o vytvoření optimálního modelu míšního poškození. V současné době je naše úsilí zaměřeno především na studium proteomu nervových kmenových buněk a na zjištění specifických změn v proteinovém spektru těchto buněk v průběhu jejich cílené diferenciace.Naše zkušenosti v oblasti nervových kmenových buněk nám umožnili se začlenit do mezinárodního týmu, který si klade za cíl vytvoření modelu Huntingtonovy nemoci na miniaturních prasatech. Mezenchymové kmenové buňky, izolované z kostní dřeně, jsou kultivovány in vitro v podmínkách, které navozují jejich cílenou chondrogenní a osteogenní diferenciaci. Tyto procesy jsou sledovány na úrovni kvantitativní PCR, průtokové cytometrie a imunocytochemie. Proces diferenciace těchto buněk v podmínkách in vitro probíhá na syntetických nosičích, které slouží k transplantaci buněk do míst s poškozenou růstovou nebo kloubní chrupavkou. Zkušenosti s epidermálními kmenovými buňkami umožnily studium procesu hojení ran, opět na úrovni kvantitativní PCR, průtokové cytometrie a imunocytochemie. Epidermální buňky jsou zároveň optimálním modelem pro vypracování postupů pro separaci kmenových buněk pomocí elutriace, protiproudového dělení buněk podle jejich velikosti.

Studiem kmenových buněk prasat je novou problematikou a také tým LBRP je velmi mladý. Protože je tato tématika v současné době dobře grantově zajištěna, je nezbytné experimentální tým uvážlivě budovat a dát příležitost mladým vědeckým pracovníkům metodicky růst.

Adresa:
ÚŽFG AV ČR, v.v.i.
Laboratoř buněčné regenerace a plasticity
Rumburská 89
277 21 Liběchov