Oddělení biomateriálů a biofyzikálních metod
Oddělení biomateriálů a biofyzikálních metod
Oddělení je zaměřeno na výzkum kmenových buněk a biomateriálů pro regeneraci a rekonstrukci tkání a studium jejich funkčnosti na biologických modelech. V rámci spolupráce s Fyzikálním ústavem AV ČR se oddělení zabývá komplexním výzkumem a vývojem fyzikálních metod pro využití v biomedicínských aplikacích.
Výzkum probíhá v těchto hlavních oblastech:
- Studium terapeutického potenciálu mezenchymových kmenových buněk z různých zdrojů (kostní dřeň, tuková tkáň, pupečník) a jejich sekretomů in vitro a in vivo na modelu poškozené míchy.
- Vývoj technologie kultivace a kryokonzervace kmenových buněk pro klinické využití.
- Vývoj a výzkum hydrogelů na bázi extracelulární matrix a hodnocení jejich terapeutického potenciálu v regeneraci poškozené nervové tkáně
- Výzkum v oblasti technologie nízkoteplotního plazmatu a jeho interakcí s živými organismy. Preklinické a klinické testování vyvinutého zařízení v hojení ran.
- Studium vlivu magnetických sil na buněčných kulturách a optimalizace magneto-mechanických systémů pro kontrolované doručování kmenových buněk v modelu míšního poranění
Vědečtí pracovníci
Mgr. Yuri Petrenko, PhD.
Ing. Irena Vacková, CSc.
Postgraduální studenti
Mgr. Jana Dubišová
Mgr. Zuzana Kočí
Ing. Karel Výborný
Mgr. Kristýna Závišková
Techničtí pracovníci
Linda Fedorowiczová
Lenka Josková
RNDr. Lucie Svobodová, PhD.
Mgr. Lenka Uherková, PhD.
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.
GAČR: GA15-01396S Vývoj tkáňově specifických biologických scaffoldů pro rekonstrukci poškozené nervové tkáně. Období řešení projektu: 2015-2017.
MŠMT: NPU I, LO1309 Buněčná terapie a tkáňové náhrady. Období řešení projektu: 2014-2019.
TAČR: TAČR Alfa: TA04010449 Nízkoteplotní plazma v medicíně. Období řešení projektu: 2014-2017.
MPO TRIO: FV10081 Nízkoteplotní plazma v humánní medicíně. Období řešení projektu: 2016-2020.
MŠMT EATRIS LM2015064 16-19.Období řešení projektu: 2016-2019
2016
Jelinek M, Bacakova L, Remsa J, Kocourek T, Miksovsky J, Pisarik P, Vandrovcova M, Filova E, Kubinova S. Hybrid laser technology forcreationofdopedbiomedicallayers., J Mater SciChemEng. 2016; 4:98-104. IF 0.58
Machová Urdzíková L, Kárová K, Růžička J, Kloudová A, Shannon C, Dubišová J, Murali R, Kubinová Š, Syková E, Jhanwar-Uniyal M, Jendelová P. The Anti-Inflammatory Compound Curcumin Enhances Locomotor and Sensory Recovery after Spinal Cord Injury in Rats by Immunomodulation. Int J Mol Sci.2016; 17(1):49. IF 2.862
Jendelová P, Kubinová Š, Sandvig I, Erceg S, Sandvig A, Syková E. Currentdevelopments in cell- and biomaterial-basedapproachesforstrokerepair. Expert OpinBiolTher. 2016; 16:43-56. IF 3.74
Lunov O, Zablotskii V, Churpita O, Jäger A, Polívka L., Syková E, Dejneka A. Kubinová Š. Theinterplaybetweenbiological and physicalscenariosofbacterialdeathinduced by non-thermal plasma. Biomaterials. 2016; 82: 71-83. IF 8.557
Tukmachev D, Forostyak S, Koci Z, Zaviskova K, Vackova I, Vyborny K, Sandvig I, Sandvig A, Medberry CJ, Badylak SF, Sykova E, Kubinova S. Injectableextracellular matrix hydrogels as scaffoldsforspinalcordinjuryrepair. TissueEng A. 2016; 22(3-4):306-17. IF 4.48
Lunov O, Zablotskii V, Churpita O, Jäger A, Polívka L, Sykova E, Terebova N, Kulikov A, Kubinova S, Dejneka A. Towardstheunderstandingof non-thermal air plasma action: effects on bacteria and fibroblasts. RSC ADV. 2016; 6:25286. IF 3.84
Macková H, Plichta Z, Proks V, Kotelnikov I, Kučka J, Hlídková H, Horák D, Kubinová Š, Jiráková K. RGDS- and SIKVAVS-modifiedsuperporouspoly(2-hydroxyethylmethacrylate) scaffoldsfortissueengineeringapplications. Macromol. Biosci.In press.IF 3.851
Články v odborném recenzovaném periodiku bez IF:
Kubinová Š. New trends in spinalcordtissueengineering. FutureNeurol. 2015; 10 (2):129-145.
Kubinová Š, Drahošová M, Bezděk D, Churpita O, Musil R, Hanzálek T, Soldánová M, Berka P, Dejneka A. Nízkoteplotní plazma ve veterinární medicíně: Kazuistiky. Veterinární lékař. 2016; 14(2):69-75.
Vacková I, Kubinová Š. Stem cell conditioned medium for cell-free therapies. Československá fyziologie. 2016; 65(1):25-31.
2015
Kubinová Š, Horák D, Hejčl A, Plichta Z, Kotek J, Proks V, Forostyak S, Syková E. SIKVAV-modifiedhighlysuperporous PHEMA scaffoldswithorientedporesforspinalcordinjuryrepair, J TissueEngReg Med. 2015; 9(11):1298-309. IF 5.199
Jelinek M, Kocourek T, Zemek J, Mikšovský J, Kubinová Š, Remsa J, Kopeček J, Jurek K. Chromium-doped DLC forimplantsprepared by laser-magnetron deposition. Mater SciEng C. 2015;46(0):381-6. IF 3.088
Tukmachev D, Lunov O, Zablotskii V, Dejneka A, Babic M, Sykova E, Kubinova S. Aneffectivestrategyofmagnetic stem cell deliveryforspinalcordinjurytherapy. Nanoscale. 2015;7(9):3954-8. IF 7.394
Lunov O, Churpita O, Zablotskii V, Deyneka IG, Meshkovskii IK, Jäger A, Syková E, Kubinová Š, Dejneka A. Non-thermal plasma millsbacteria: Scanningelectronmicroscopyobservations. ApplPhysLett. 2015, 106, 053703. IF 3.302
Chudickova M, Bruza P, Zajicova A, Trosan P, Svobodova L, Javorkova E, Kubinova S, Holan V. Targetedneuraldifferentiationofmurinemesenchymal stem cells by a protocolsimulatingtheinflammatorysiteofneuralinjury. J TissueEngRegen Med. 2015 Jun 29. doi: 10.1002/term.2059. In press.IF 5.199
2014
Machová-Urdziková L, Růžička J, LaBagnara M, Kárová K, Kubinová Š, Jiráková K, Murali R, Syková E, Jhanwar-Uniyal M, Jendelová P. Humanmesenchymal stem cellsmodulateinflammatorycytokinesafterspinalcordinjury in rat. Int J Mol Sci. 2014; 15(7):11275-93. IF 2.862
Zablotskii V, Lunov O, Novotná B, Churpita O, Trošan P, Holáň V, Syková E, Dejneka A, Kubinová Š. Down-regulationofadipogenesisofmesenchymal stem cells by oscillatinghighgradientmagneticfields and mechanicalvibration. ApplPhysLett. 2014; 105, 103702. IF 3.302
Kočí Z, Turnovcová K, Dubský M, Baranovičová L, Holáň V, Chudíčková M, Syková E, Kubinová S. Characterizationofhumanadiposetissue-derivedstromalcellsisolatedfromdiabeticpatient'sdistallimbswithcriticalischemia. Cell BiochemFunct. 2014;32(7):597-604. IF 2.005
Lunov O, Zablotskii V, Churpita O, Chanova E, Sykova E, Dejneka A, Kubinova S, Cell deathinduced by ozone and various non-thermalplasmas: therapeuticperspectives and limitations, SciRep. 2014;4 : 7129. IF 5.578
Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i.
Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i.
Institut klinické a experimentální medicíny (IKEM)
Biomedicínské centrum Lékařské fakulty UK v Plzni