|
|
Vedoucí: prof. MUDr. Eva Syková, DrSc.E-mail: sykova@biomed.cas.cz |
| 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. |
- Laboratoř tkáňových kultur a kmenových buněk
- Laboratoř difúzních studií a zobrazovacích metod
- Laboratoř biomateriálů a biofyzikálních metod
|
Laboratoř difúzních studií
|
Laboratoř tkáňových kultur
|
|
|
prof. MUDr. Eva Syková, DrSc., FCMA | Vedoucí laboratoře E-mail: sykova@biomed.cas.cz
Vědečtí pracovníci: Laboranti/technický personál: Lenka Josková Helena Pavlíková
Laboratoř biomateriálů
|
doc. RNDr. Pavla Jendelová, Ph.D. | Vedoucí laboratoře E-mail: jendel@biomed.cas.cz
Vědečtí pracovníci: Mgr. Nataliya Romanyuk, Ph.D. na MD Mgr. Irena Vacková, Ph.D. MUDr. Lucia Urdzíková-Machová, Ph.D. MUDr. Aleš Hejčl, PhD. RNDr. Klára Jiráková, Ph.D. MUDr. Serhiy Forostyak, Ph.D. MUDr. Karolína Turnovcová, Ph.D.
Postgraduální studenti: Mgr. Jiří Růžička Mgr. Kristýna Kárová Mgr. Monika Šeneklová Mgr. Barbora Svobodová
Pregraduální studenti:
Pavlína Macková Michal Douděra Mgr. Lucie Svobodová, Ph.D.
|
Laboratoř tkáňových kultur a kmenových buněk
Témata výzkumu
- Charakteristika dospělých a embryonálních kmenových buněk in vitro;
- vývoj nanočástic pro značení buněk vhodný pro in vivo sledování buněk;
- pěstování a diferenciace lidských embryonálních kmenových buněk do neuronálního fenotypu;
- fenotypizace kmenových buněk pomocí průtokové cytometrie;
- regenerace a opravy mrtvice lézí pomocí lidských embryonálních kmenových buněk;
- regenerace a opravy poškozené míchy pomocí kmenových buněk a biomateriálů;
- analýza růstových faktorů a cytokinů uvolňovaných z poraněné a nádorové tkáně a jejich úloha při vrůstání na VP z MSC na lézí;
- cell-polymer konstrukce určené k překlenutí lézí centrální nervové tkáně;
- nanovlákenné náhrady pro dvou-a trojrozměrné kultivace buněk.
Významné výsledky v roce 2015
1. Mezenchymové kmenové buňky snižují deficit pracovní paměti v modelu Alzheimerovy choroby.
Transplantace kmenových buněk může pozitivně ovlivnit a zpomalit progresi některých neurodegenerativních omenocnění. V naší studii jsme transplantovali lidské mezenchymální kmenové buňky (MSC) do postranní komory 8 měsíčních transgenních myší (AD-3xTg), které simulují příznaky Alzheimerovy choroby (AD). Studovali jsme změny v prostorové referenční a pracovní paměti a vliv transplantovaných MSC na neurogenezi v subventrikulární zóně (SVZ). Dále jsme sledovali množství škodlivého oligomeru amyloidu 56kDa (Ab*56), a množství enzymu glutaminsyntetázy (GS), který je důležitý pro regulaci hladiny a metabolismu glutamátu v mozku, v entorhinální a prefrontální kůře a v hipokampu, to je ve strukturách, které souvisejí s kognitivními funkcemi. Ve 14 měsíčních myších léčených MSC jsme pozorovali zachovanou pracovní paměť, což může být důsledek zachované hladiny GS a podstatně sníženému výskytu Ab*56 v entorhinální kůře. Tyto změny, pozorované šest měsíců po transplantaci, byly navíc doprovázené zvýšenou proliferací buněk v SVZ. Jelikož transplantované buňky přežívají v těle příjemce jen omezenou dobu, je pravděpodobné, že pozorované účinky by mohly být ještě výraznější v případě opakovaného podávání kmenových buněk v pravidelných intervalech po dobu progrese nemoci.
 |
Test pracovní paměti u myší s AD. Červená čára znázorňuje 2. pokus najít ve vodním bludišti ostrůvek. Schopnost zapamatovat si pozici ostrůvku je zachycena na grafu vlevo nahoře. AD myši měly v entorhinální kůře snížené množství škodlivého oligomeru amyloidu Aβ*56. Graf vpravo dole. AD - Alzheimerova choroba, EC - entorhinální kůra, ctrl – kontrolní zvířata odpovídajícího věku.
|
Publikace: Ruzicka J, Kulijewicz-Nawrot M, Rodrigez-Arellano JJ, Jendelova P, Sykova E. Mesenchymal Stem Cells Preserve Working Memory in the 3xTg-AD Mouse Model of Alzheimer's Disease. Int J Mol Sci. 2016 Jan 25;17(2)
Významné výsledky v roce 2014
1. Neurální prekurzory z indukovaných pluripotentních buněk (iPS-NP) významně zlepšují deficit motorických funkcí po míšním poranění.
Buňky (iPS-NP) po transplantaci velmi dobře přežily a pomalu dozrávaly v různé typy neuronů (GABAergní, serotonergní i motoneurony). Navíc produkovaly růstové faktory, které stimulovaly růst poškozených nervových vláken. Toto vedlo ke zlepšení motoriky potkanů s míšním poraněním velmi významným způsobem. Transplantovaní potkani byli schopni přenášet váhu a dělat kroky a skórovali tak i v testech, ve kterých je důležitá koordinace pohybu, jako je chůze po tyči.
 |
Potkani s transplantovanými neurálními prekurzory vykazovali po míšní lézi výrazně nižší deficit neurologických funkcí a byl u nich nalezen vyšší objem zachované bílé i šedé míšní hmoty. Transplantované buňky dobře přežívaly v místě poranění, migrovaly do okolí a diferencovaly v gabaergní, dopaminergní a cholinergní neurony.
|
Spolupráce: Brigitte Onteniente, INSERM
2. Mezenchymální kmenové buňky zvyšují přežití potkanů s amyotrofickou laterální sklerózou (ALS).
Studovali jsme vliv lidských mezenchymálních kmenových buněk (MSC) v léčbě experimentálního modelu amyotrofické laterální sklerózy (ALS) u potkanů. Zjistili jsme, že aplikace MSC zvýšila motorické funkce a sílu svalového úchopu, a vedla k prodloužení života potkanů. Aplikace MSC rovněž částečně snížila úbytek motoneuronů a zamezila apoptóze. Lze proto shrnout, že transplantace MSC je bezpečným postupem schopným podporovat přestavbu a regeneraci CNS.
 |
Účinek podání MSC. Po objevení prvních příznaků onemocnění, byly potkanům (šipka) podány MSC (intratekálně, 5x105 buněk/50μl) nebo injekce vehikula (DMEM, 50μl). Krátce po podání buněk progrese onemocnění byla zpomalena, jak ukazuje větší síla svalů (A) a vyšší pohybová aktivita (B). Potkani léčení pomocí MSC měly významně delší přežití (C, D) a signifikantně větší počet ventrálních motoneuronů (E) v porovnání se sourozenci, kteří byly léčeni pomocí DMEM. Zjistili jsme, že potkani s modelem ALS mají poruchu ve struktuře perineuronálních sítí v okolí motoneuronů a že použití MSC částečně zachovává jejich strukturu (F).
|
Spolupráce: Prof. James Fawcett, Cambridge, UK
Publikace: Forostyak S, Homola A, Turnovcova K, Svitil P, Jendelova P, Sykova E. Intrathecal Delivery of Mesenchymal Stromal Cells Protects the Structure of Altered Perineuronal Nets in SOD1Rats and Amends the Course of ALS. Stem Cells. 2014 Dec;32(12):3163-72. IF 7.133.
Významné výsledky v roce 2013
1. Imortalizovaná linie lidských spinálních prekurzorových buněk vede ke zlepšení motorických funkcí po míšním poranění.
Do akutní míšní léze jsme implantovali neurální spinální progenitorové buňky, či kombinaci buněk a hydrogelů a sledovali jsme vliv implantátů na regeneraci míšní tkáně. Kmenové buňky v časné fázi produkovaly neurotrofické faktory, které zlepšily motorické funkce potkanů a současně pomalu zrály a diferencovaly do neuronů a částečně rekonstruovaly míšní tkáň. Hydrogely překlenuly lézi, podpořily diferenciaci transplantovaných buněk, růst axonů do implantátu a snížily tvorbu gliové jizvy.
 |
Integrace a differenciace spinálních progenitorových buněk v poraněné míše potkana. Dva měsíce po transplantaci byly SPC-01 buňky pozitivní na raný transkripční faktor interneuronů a motoneuronů nkx 6.1. a vykazovaly zvýšenou expresi RNA znaků zralých motoneuronů Islet2 a HB9 (A). Čtyři měsíce po transplantaci byly v transplantátu nalezeny buňky pozitivní na Islet2 a cholin acetyl transferázu (B), zralé markery motoneuronů. (Amemori et al., 2013).
|
Spolupráce: King’s College London, Ústav makromolekulární chemie AV ČR
Cocks, G., Romanyuk, N., Amemori, T., Jendelová, P., Forostyak, O., Jeffries, A. R., Perfect, L., Thuretm S., Dayanithi, G., Syková, E., Price, J.: (2013) Conditionally immortalized stem cell lines from human spinal cord retain regional identity and generate functional V2a interneurons and motorneurons. Stem Cell Res. Ther. 4(3): 69. IF 3,652
Růžička, J., Romanyuk, N., Hejčl, A., Vetrik, M., Hrubý, M., Cocks, G., Cihlar, J., Přádný, M., Price, J., Syková, E., Jendelová, P.: (2013) Treating spinal cord injury in rats with a combination of human fetal neural stem cells and hydrogels modified with serotonin. Acta Neurobiol. Exp. 73(1): 102-115. IF 1,977.
2. Modifikace polymerních hydrogelů na bázi metakrylátu, sloužících k překlenutí léze a jako nosiče pro buněčnou terapii.
Ve spolupráci s Ústavem makromolekulární chemie AVČR jsme vyvinuli a otestovali polymérní hydrogely na bázi metakrylátu s různými typy pórů a povrchem modifikovaným kladným nábojem nebo peptidickou sekvencí RGD. Hydrogely byly implantovány do akutního modelu míšní hemisekce. Z výsledků vyplynulo, že kladný náboj a síťová struktura pórů s RGD sekvencí na povrchu podporuje růst buněk jak in vitro tak in vivo, a současně i vrůstání axonů a cév hostitele.
 |
Metakrylátový hydrogel s modifikovaným povrchem přemostil míšní lézi (A) a podpořil vrůstání axonů (B), cév (C) a astrocytů (D). Sloužil i jakovhodný nosič transplantovaných kmenových buněk (E, F). Měřítko A=400 µm, B,E=100 µm, C,F= 25µm, D=50µm.
|
Spolupráce: Ústav makromolekulární chemie AV ČR
Publikace: Hejčl, A., Růžička, J., Kapcalová, M., Turnovcová, K., Krumbholcová, E., Přádný, M., Michálek, J., Cihlář, J., Jendelová, P., Syková, E.: (2013) Adjusting the chemical and physical properties of hydrogels leads to improved stem cell survival and tissue ingrowth in spinal cord injury reconstruction: a comparative study of 4 methacrylate hydrogels. Stem Cells Dev. 2013 Oct 15;22(20):2794-805. IF 4.670
3. Metoda automatického sledování
Ve spolupráci s Univerzitou v Bergenu jsme vyvinuli metodu automatického sledování metastázujících melanomových buněk v mozku. Buňky melanomu byly označeny nanočásticemi na bázi oxidů železa a aplikovány do levé srdeční komory. Zachycené metastázy v mozku byly sledovány a hodnoceny magnetickou rezonancí.
Spolupráce: Univerzita v Bergenu
Publikace: University of Bergen, Norsko Sundstrøm, T., Daphu, I., Wendelbo, I., Hodneland, E., Lundervold, A., Immervoll, H., Skaftnesmo, K. O., Babič, M., Jendelová, P., Syková, E., Lund-Johansen, M., Bjerkvig, R., Thorsen, F.: (2013) Automated tracking of nanoparticle-labeled melanoma cells improves the predictive power of a brain metastasis model. Cancer Res. 73(8): 2445-2456. IF 8.650
Laboratoř je zaměřena na studium extracelulárního prostoru (ECP) a zvláště jeho difúzních parametrů. Změny těchto parametrů během různých fyziologických a patologických stavů výrazně ovlivňují mezibuněčnou komunikaci a to především extrasynaptický přenos, ale mají modulační vliv i na přenos synaptický. Změny difúzních parametrů ECP jsou studovány pomocí unikátní iontoforetické metody v reálném čase a difúzně vážené magnetické rezonance v experimentálních modelech, které napodobují patologické stavy a nemoci nervového systému,jako jsou např. nádory, ischemické poškození, změny během stárnutí, poranění mozku a míchy, epilepsie a Alzheimerova choroba. Studie jsou zvláště zaměřeny na výzkum a pochopení mechanizmů udržování iontové a objemové homeostázy, neurogliální interakce a úlohy extracellulární matrix a glie při přenosu signálů. Cílem výzkumu je zlepšení terapeutických a diagnostických metod pro onemocnění CNS a prevence poškození nervového systému.
Významné výsledky v roce 2015
Huntingtonova choroba (“Huntington´s disease” – HD) je dědičná neurodegenerativní porucha s progresivním postižením motorických kognitivních funkcí. Klinické projevy HD úzce souvisí s degenerací bazálních ganglií, především striata, jehož hlavním generátorem výstupních signálů je globus pallidus, který hraje důležitou roli v ovládání pohybu. Tkáň globus pallidus silně akumuluje železo vázané ve formě metaloproteinu, což, jak ukázaly nedávné studie, může mít vliv na parametry naměřené magnetickou rezonancí (MR). V této studii jsme proto u 14 pacientů s HD vyšetřovali globus pallidus pomocí kvantitativní MR a výsledky jsme korelovali s príslušnými klinickými a genetickými údaji. Naše výsledky ukázaly, že především měření frační anizotropie v globus pallidus mohou být silně ovlivněna akumulací železa a přispívat tak nekonzistentím výsledkům studií, provedených u HD pacientů.
Abychom objasnili příčiny změn difuzivity tkáně u HD, porovnali jsme hodnoty aparentního diffuzního koeficientu (ADCW), naměřeného pomocí MR, a hodnoty extracelulární objemové frakce (α) a tortuozity (λ), získané iontoforetickou metodou z měření ve zvířecím modelu HD (R6/2 myší model) a v kontrolních zvířatech. Z důvodu anizotropie v globus pallidus jsme prováděli měření ve třech osách: mediolaterální (x), rostrokaudální (y) a ventrodorzální (z). Difúzní anizotrie zůstala zachována v globus pallidus i během vývoje HD. Hodnoty ADCW ve všech osách, stejně tak i hodnoty α byly significantně vyšší u zvířat s HD než u kontrol, ale v tortuozitě jsme nenalezli žádné rozdíly. Imunohistochemická analýza prokázala v globus pallidus HD zvířat pokles počtu NeuN pozitivních neuronů, redukci extracelulární matrix a morfologické změny astrocytů (přestavba podobna astroglióze a/nebo atrofie). V somatosenzorické kůře jsme nenalezli žádné rozdíly studovaných parameterů mezi skupinami. Změny difúzních parametrů α, λ a ADCW u HD zvířat jsou důsledkem strukturální přestavby tkáně a mohou významně ovlivňovat synaptickou i extrasynaptickou mezibuněčnou komunikaci a přispívat tak zhošení mozkových funkcí během vývoje HD.
 |
Obr 1. A: T2-vážený obraz s barevně vyznačenou oblastí měření (ROI) v globus pallidus, B: hodnoty frakční anizotropie u zdravých kontrol a pacientů s Huntingtonovou chorobou (HD) a C: Schéma vysvětlující, jak vysoká hladina šumu ovliňuje měření pomocí MR. Přítomnost železa ve formě metaloproteinu způsobuje lokální změny v rozfázování spinu, které snižují T2 relaxační čas ( hodnotu 1/T2). Oblasti s vysokým obsahem železa mají proto vysokou hladinu šumu, která ovlivňuje měření MR parametrů (C). Jelikož frační anizotropie (FA) silně závisí na poměru signál/šum, zvýšená hodnota FA u pacientů s HD může být způsobená chybou měření (B).
|
 |
Obr 2: Změny v difuzivitě mozkové tkáně (A), počtu neuronů (B) a expresi extracelulární matrix (C) v globus pallidus u kontrolních myší (WT) a u myšího modelu Huntingtonovy choroby (HD). A: Obě použité difúzní metody ukázaly anizotropní difúzi v globus pallidus jak kontrolních, tak HD myší, s preferenční difúzi v rostrokaudální ose. Všimněte si signifikantní zvýšení hodnot ADCW a α u HD myší ve srovnání s kontrolou. Obrázek ukazuje průměrnou hodnotu, chybová úsečka představuje střední chybu průměru. x – mediolaterální, y – rostrokaudální a z – dorzoventrální osa měření. U HD myší byl snížen počet NeuN pozitivních neuronů (B) a exprese chondroitinsulfát proteglykanů (molekuly extracelulární matrix) (C).
|
Collaboration: Department of Neuroscience, Charles University, 2nd Faculty of Medicine
Publication:
1. Syka M, Keller J, Klempíř J, Rulseh AM, Roth J, Jech R, Vorisek I, Vymazal J. Correlation between relaxometry and diffusion tensor imaging in the globus pallidus of Huntington's disease patients.PLoS One. 2015 Mar 17;10(3):e0118907.
2. Vorisek I., Syka M., Vargova L. Brain diffusivity and structural changes in the R6/2 mouse model of Huntington's disease (submitted)
Významné výsledky v roce 2014
1. Odlišnosti v objemových změnách astrocytů v kůře α-syntrofin-negativních GFAP/EGFP myší.
Změny v objemu extracelulárního prostoru a individuálních astrocytů i v genové expresi jsme sledovali u α-syntrofin deficitních myší pomocí RTI metody, 3D-konfokální morfometrie a RT-qPCR. Deficit α-syntrofinu snížil edém astrocytů a objemové změny extracelulárního prostoru během silného hypotonického stresu, při ischémii, nebo zvýšené koncentraci K+, ale ne během mírnějších (fyziologických) stimulů. Změny v objemové regulaci atrocytů hrají klíčovou roli při vzniku cytotoxického edému a α-syntrophin proto představuje možný cíl pro terapeutický zásah.
Výsledky byly rovněž použity v review, ketré sumarizuje současné poznatky o úloze astrocytů a extracelulární matrix v objemovém přenosu, neuro-gliální komunikaci a přenosu signálů během vybraných fyziologických a patologických stavů.
 |
Vliv hypotonického roztoku a zvýšené koncentrace K+ na objem extracellulárního prostoru in situ. Vlevo: Kontrolní hodnoty všech pokusů byly považovány za 100%; relativní změny hodnot extracelulární objemové frakce α byly stanoveny v 5 min intervalech během 30 min aplikace slabého (A) nebo silného (B) hypotonického roztoku či 10 mM K+ (C) a při následném 60 min vymývání. Každý bod grafu vyjadřuje průměrnou hodnotu ± S.E.M v daném čase. Vpravo: objemová regulace během vymývání je stanovena ve 20 min intervalech a vyjadřuje změnu od objemu, dosaženého ve 30-té minutě aplikace, kterýžto je považován za 0%. Hvězdičky znamenají významnou (*, p<0.05) a velmi významnou (**, p<0.01) změnu mezi hodnotami u GFAP/EGFP a GFAP/EGFP/α-Syn−/− myší.
|
 |
Relativní změny objemu extracelulárního prostoru a [K+]o , vyvolané terminální ischemií/anoxií in vivo. Každý bod vyjadřuje průměrnou hodnotu ± S.E.M, vypočítanou v 5-ti minutových intervalech pro objemové změny extracelulárního prostoru (ECP) a v každé minutě pro změny [K+]o. Relativní pokles hodnot objemové frakce ECP α (A) po indukci terminální ischemie/anoxie byly významně menší a pomalejší u GFAP/EGFP/α-Syn−/− myší než u GFAP/EGFP kontrol, ale finální hodnoty se nelišily. Rychlý vzestup hladiny [K+]o (B) byl, na rozdíl od předešlého nálezu, vyšší a rychlejší u GFAP/EGFP/α-Syn−/− myší, což naznačuje horší funkci homeostatických mechanizmů; finální hodnoty se nelišily. Šedivý sloupec označuje srdeční zástavu (CA) a přerušovaná čára injekci MgCl2. Hvězdičky znamenají významnou (*, p<0.05) a velmi významnou (**, p<0.01) změnu mezi hodnotami u GFAP/EGFP a GFAP/EGFP/α-Syn−/− myší.
|
Vargova L, Sykova E. (2014) Astrocytes and extracellular matrix in extrasynaptic volume transmission. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 369(1654):20130608. IF 6.314
2. Hladina extracelulárního laktátu, pyruvátu a glukózy ve svalu potkana během globální hypoxie a časné posthypoxické fáze.
Schopnost kosterního svalu odolávat akutní těžké hypoxii jsme zkoumali pomocí změn v energetickém metabolismu svalu. Hladiny jednotlivých energetických metabolitů (laktát, pyruvát a glukóza) jsme měřili pomocí mikrodialýzy. Kompletní úprava energetického metabolismu v časné posthypoxické fázi svědčí pro schopnost tolerance kosterního svalu k akutní těžké hypoxii, bez reziduálního poškození svalového metabolismu.
Významné výsledky v roce 2013
1. Vliv deficitu alfa-syntrofinu na změny struktury a difúzních vlastností tkáně při zvětšení buněčného objemu během fyziologických a patologických stavů
Transport vody přes aquaporinové kanály zvětšuje a urychluje zvětšení objemu astrocytů především během závažných patologických stavů a během stavů, které jsou spojené se zvýšenou koncentrací draslíka. Změněné difúzní vlastnosti extracelulárního prostoru ovlivňují pohyb neuroaktivních látek nebo trofických faktorů a následně rozsah poškození tkáně nebo distribuci léků. Alfa-syntrofin proto představuje možný cíl pro terapeutický zásah při mozkové ischémii.
 |
Obr. Morfologické změny astrocytů v cortexu alfa-syntrofin pozitivních a negativních myší v barvení na GFAP (vlevo), vypočítané změny objemu astrocytů na základě GFAP imunoreaktivity (v středě) a změny objemové frakce extracelulárního prostoru (vpravo) před, během a po aplikaci mírně hypotonického roztoku (H-50, A), silně hypotonického roztoku (H100, B) nebo roztoku se zvýšenou koncentrací draslíku (10 mM K+). Deficit alfa-syntrofinu výrazně snížil sledované změny pouze při aplikaci silně hypotonického roztoku nebo při zvýšené koncentraci draslíku.
|
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.
Významný výsledek v roce 2015
Systém efektivního magnetického transportu kmenových buněk do oblasti míšního poranění
V této studii jsme navrhli magnetický systém k cílenému transportu kmenových buněk značených superparamagnetickými nanočásticemi oxidu železa (SPION) do oblasti míšního poškození. Histologická analýza prokázala korelaci distribuce buněk nalezených v oblasti míšní léze s teoretickou modelací rozložení magnetických sil působících na transplantované buňky. Výsledky ukazují, že s využitím navrženého neinvazivního magnetického systému lze rychle a cílené dosáhnout potřebné koncentrace kmenových buněk v oblasti léze.
Obr. Neinvazivní magnetický systém, kterým lze rychle a cílené dosáhnout potřebné koncentrace kmenových buněk v oblasti léze.
Spolupracující subjekt: Fyzikální ústav AV ČR
Publikace: Tukmachev D, Lunov O, Zablotskii V, Dejneka A, Babic M, Sykova E, Kubinova S. An effective strategy of magnetic stem cell delivery for spinal cord injury therapy. Nanoscale. 2015;7(9):3954-8. IF 7.39
Významné výsledky v roce 2014
1. Charakterizace lidských stromálních buněk tukové tkáně diabetických pacientů s kritickou ischemií distálních končetin
Studie srovnává vlastnosti kmenových buněk izolovaných z tukové tkáně (ASC) diabetických pacientů s kritickou ischemií distálních končetin s ASC nediabetických jedinců. Průtoková cytometrie potvrdila mezenchymální fenotyp diabetických ASC, nicméně 40% vzorků vykazovalo vysoký podíl fibroblast-pozitivních buněk, který nepřímo koreloval s expresí CD105. U diabetických ASC došlo k poklesu osteogenní diferenciace, exprese VEGFA a chemokinového receptoru CXCR4 u fibroblast-pozitivních buněk. Tyto faktory mohou mít vliv na účinnost autologní buněčné terapie u diabetiků.
 |
Diferenciace stromálních buněk tukové tkáně izolovaných z diabetických (DM) a nediabetických pacientů (non-DM). (A, B) adipogenní; (C, D) osteogenní; (E, F) chondrogenní diferenciace; (G, H) exprese genů charakterizujících adipogenezi (LPL, PPARG) a osteogenezi (RUNX2, ALPL). Měřítko: 50 um. * P <0.05
|
Spolupráce: IKEM
Publikace: Kočí Z, Turnovcová K, Dubský M, Baranovičová L, Holáň V, Chudíčková M, Syková E, Kubinová S. Characterization of human adipose tissue-derived stromal cells isolated from diabetic patient's distal limbs with critical ischemia.Cell Biochem Funct. 2014 ;32(7):597-604. IF 2.13.
Významné výsledky v roce 2013
1. Vývoj biomodifikovaných PHEMA hydrogelů s orientovanou porozitou pro přemostění léze po míšním poranění
Ve spolupráci s ÚMCH AVČR bylo vyvinuto několik typů biomodifikovaných hydrogelů na bázi poly(2-hydroxyethyl methakrylátu) (PHEMA) pro implantaci do poškozené míchy. Aby bylo možné využít PHEMA scaffold jako nosič kmenových buněk, byly úspěšně zavedeny bioaktivní povrchové modifikace PHEMA hydrogelů pomocí kovalentní imobilizace cholesterolu, peptidové sekvence SIKVAV a fibronektinu. Mechanické vlastnosti a porozita těchto hydrogelů byly optimalizovány tak, aby byla zachována kompatibilita scaffoldu s okolní tkání a současně aby bylo umožněno funkční přemostění léze. Vybrané hydrogely s orientovanou porozitou a povrchovou modifikací SIKVAV byly dále hodnoceny v kombinaci s kmenovými buňkami in vivo po implantaci do míšní hemisekce. Orientovaná porozita hydrogelů stimulovala vrůstání axonů a dalších tkáňových struktur do implantátu, nicméně pro funkční přemostění míšního poškození je nutné zapojit další terapeutické přístupy (růstovné faktory, rehabilitace, aj.).
Spolupráce: Ústav makromolekulární chemie AV ČR
2. Vývoj biologických scaffoldů z decelularizované matrix
Ve spolupráci s McGowan Institute for Regenerative medicine v Pittsburghu jsou připravovány degradabilní hydrogely na bázi decelularizované extracelulární matrix, jejichž terapeutický potenciál je ověřován in vitro na buněčných kulturách a in vivo na modelech poškozené míšní tkáně
 |
Obr. (A) Fibroblasty kultivované na hydrogelu připraveném z decelularizované matrix. (B) Podélný řez míchy potkana s hydrogelem implantovaným do míšní léze. (C) Vrůstání neuronálních výběžků a (D) cév do implantovaného hydrogelu. Měřítko: (A) 50µm, (B) 500 µm, (C, D) 100 µm.
|
Spolupráce: McGowan Institute for Regenerative medicine, Pittsburgh
Publikace: Kubinová, Š., Horák, D., Hejčl, A., Plichta, Z., Kotek, J., Proks, V., Forostyak, S., Syková, E. SIKVAV-modified highly superporous PHEMA scaffolds with oriented pores for spinal cord injury repair. J. Tissue Eng. Regen. Med. 2013 Feb 11. doi: 10.1002/term.1694., in press. IF 2.826
Užitný vzor: 2013-28192: Atmosférický zdroj plazmatu, zejména pro využití v medicínských bioaplikacích, Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Ústav experimentální medicíny AV ČR, v.v.i.
