Zástupce vedoucího oddělení:
Mgr. Eliška Javorková, PhD.
E-mail: javorkova@biomed.cas.cz
Tel.: +420 241 063 108

Vědečtí pracovníci:
Prof. RNDr. Vladimír Holáň, DrSc.
Mgr. Eliška Javorková, PhD.
RNDr. Magdaléna Krulová, Ph.D.
RNDr. Alena Zajícová, CSc.

PhD studenti:
Mgr. Pavla Boháčová
Mgr. Michaela Hájková
Mgr. Barbora Heřmánková
Mgr. Jan Kössl

Pregraduální studenti:
Kateřina Palacká
Sandra Žáčková

Laboranti/technický personál:
Lucie Holáňová
Jaroslava Knížová

Významný výsledek oddělení v roce 2015

Srovnávací studie charakterizující vlastnosti a léčebný potenciál mesenchymálních kmenových buněk a tkáňově specifických limbálních kmenových buněk
Byla charakterizována a porovnána schopmost mesenchymálních kmenových buněk (MSC) a limbálních kmenových buněk (LSC) produkovat důležité imunoregulační molekuly a modulovat imunitní reakce. Navíc, terapeutický potenciál těchto kmenových buněk byl studován v modelu léčby chemicky poškozeného povrchu oka u králíka. Bylo pozorováno, že MSC mají srovnatelné léčebné vlastnosti jako tkáňově specifické LSC. Výsledky tak ukázaly, že MSC mohou nahradit tkáňově specifické LSC v případech, kdy LSC zcela chybí nebo jsou jen těžko dostupné.

Charakterizace funkčních vlastností MSC. Buňky byly kultivovány nestimulované a nebo byly stimulované LPS, IFN-γ nebo LPS plus IFN-γ. Schopnost buněk exprimovat geny pro významné imunoregulační molekuly byla detekována pomocí real-time PCR.

Srovnání léčebného potenciálu MSC a LSC. Pomocí nanovlákeného nosiče byly kmenové buňky přeneseny na poškozený povrch oka a byl hodnocen jejich léčebný potenciál. Obrázek ukazuje zdravé oko králíka, oko krátce po poškození louhem, poškozené neléčené oko dva týdny po poškození a nebo poškozené oko léčené pomocí MSC nebo LSC.

Publikace:

Holáň V., Trošan P., Čejka Č., Javorková E., Zajícová A., Heřmánková B., Chudíčková M, Čejková J.: A comparative study of the therapeutic potential of mesenchymal stem cells and limbal epithelial stem cells for ocular surface reconstruction. Stem Cells Translat. Med. 4, 1052-1063, 2015. IF 5.709.

Heřmanková B., Zajícová A., Javorková E., Chudíčková M., Trošan P., Hájková M., Krulová M., Holáň V.: Suppression of IL-10 production by activated B cells via a cell contact-dependent cyclooxygenase-2 pathway upregulated in IFN-γ-treated mesenchymal stem cells. Immunobiology 221, 129-136, 2016. IF 3.044.

Fenotypová charakterizace MSC (A), značení MSC činidlem PKH26 (B, C) a průkaz značených MSC migrovaných do poškozeného oka (D).

Spolupráce: Přírodovědecká fakulta UK v Praze

Publikace:

Javorková E, Trošan P, Zajícová A, Krulová M, Hajková M, Holáň V, (2014): Modulation of the early infl ammatory microenvironment in alkaliburned eye by systemically administered interferon treated mesenchymal stem cells. Stem Cells Dev. 23, 2490-2500. IF 4.202

Holáň V, Zajícová A, Javorková E, Trošan P, Chudičková M, Pavlíková M, Krulová M, (2014): Distinct cytokines balance the development of regulatory T cells and IL-10-producing regulatory B cells. Immunology 141, 577-586. IF 3.3735

Významné výsledky oddělení v roce 2013

1. Regenerace těžce poškozeného povrchu oka pomocí kmenových buněk
Limbální a mesenchymální kmenové buňky byly expandovány in vitro a pomocí nanovlákenných nosičů byly přeneseny na poškozený oční povrch v experimentálních modelech u myši a u králíka. Terapeutický účinek kmenových buněk byl hodnocen histologicky a podle schopnosti kmenových buněk inhibovat expresi genů pro prozánětlivé molekuly jako je IL-2, IFN-gama, IL-17 nebo iNOS. Výsledky ukázaly využitelnostl kmenových buněk a nanovlákenných nosičů pro léčbu těžce poškozeného očního povrchu.

Spolupráce: Evropská oční klinika Lexum, Praha.

Struktura nanovlákenného nosiče (A) a růst mesenchymálních kmenových buněk na nanovlákenném nosiči (B, C). (A) Obraz nanovláken ze skenovacího elektronového mikroskopu (SEM), průměr nanovláken je 380 nm. (B) Myší MSC rostoucí na nanovláknech (červeně filamenty – F-aktin barvený falloidinem, modré – buněčná jádra barvená DAPI). (C) SEM obraz myších MSC rostoucích na nanovláknech.

Chemicky poškozené oko králíka pokryté nanovlákenným nosičem s kmenovými buňkami. Přenos nanovlákenného nosiče s kmenovými buňkami na poškozený oční povrch u králíka.

Publikace:

Holáň, V., Javorková, E.: (2013) Mesenchymal stem cells, nanofiber scaffolds and ocular surface reconstruction. Stem Cells Rev. Rep. 9(5), 609-619. IF 4.523

Čejková J., Tošan P., Čejka Č., Lenčová A., Zajícová A., Javorková E., Kubinová Š., Syková E., Holáň V.: (2013) Suppression of alkali-induced oxidative injury to the cornea by mesenchymal stem cells growing on nanofiber scaffolds and transferred onto the damaged corneal surface. Exp. Eye Res. 116, 312-323. IF 3.026

Holáň, V., Javorková, E., Trošan, P.: The growth and delivery of mesenchymal and limbal stem cells using copolymer polyamide 6/12 nanofiber scaffolds. In: Wright, B. and Connon, C. J. (eds), Corneal Regenerative Medicine, Methods Mol. Biol., Humana Press – Springer, New York, London 2013, S. 187-199. ISBN 978-1-62703-431-9.

2. Role cytokinů při diferenciaci a funkci regulačních T a B buněk.
Bylo prokázáno, že odlišné cytokiny determinují vývoj a funkci regulačních T (Treg) a B (Breg) buněk. Zatímco TGF-beta determinuje vývoj a zesiluje imunosupresivní funkce Treg, u B lymfocytů tento cytokin tlumí vývoj Breg produkujících supresivní cytokin IL-10. Naproti tomu jiné dva cytokiny, IL-12 a IFN-gama, vývoj Breg silně zesilují. Výsledky tak ukazují odlišné role cytokinů při vývoji Treg a Breg a naznačují možnosti jejich využití pro efektivnější cílené regulace funkcí imunitního systému.

Spolupráce: Přírodovědecká fakulta UK, Praha

(A) Charakterizace populací B lymfocytů pomocí průtokové cytometrie. (B) Detekce buněk produkujících interleukin-10 pomoci techniky ELISPOT.

Publikace:

Holáň, V., Zajícová, A., Javorková, E., Trošan, P., Chudičková, M., Pavlíková, M., Krulová, M.: (2013) Distinct cytokines balance the development of regulatory T cells and IL-10-producing regulatory B cells. Immunology. In press. IF 3.705

Kubera M., Curzytek K., Duda W., Leskiewicz M., Basta-Kaim A., Budziszewska B., Roman A., Zajícová A., Holáň V., Szczesny E., Lason W., Maes M.:. (2013) A new animal model of (chronic) depression induced by repeated and intermittent lipopolysaccharide administration for 4 months. Brain Behav. Immun. 31, 96-104. IF 5.612

Holáň, V., Krulová, M.: (2013) Common and small molecules as the ultimate regulatory and effector mediators of antigen-specific transplantation reactions. World J. Transplant. 3(4), 54-61. (new jurnal recently without IF)

GA ČR, 14-125805 – Treatment of severe ocular surface injuries using limbal and mesenchymal stem cells, 2014-2016.
 

GA UK, No. 80815 - The therapeutic potential of mesenchymal stem cells in diabetic retinopathy, 2015-2017.
 

TAČR GAMA - Commercionalization of VaV results in IEM AS CR, 2015-2017. 
 

MŠMT, NPU I: LO1309 - Center of cell therapy and tissue regeneration, 2014-2019.
 

MŠMT, NPU-I: LO1508 - Center of genomic and proteomic, 2015-2020.

 2016.

Ardan, T., Němcová, L., Bohuslavová, B., Klezlová, A., Popelka, Š., Studenovská, H.3, Hrnčiarová, E., Čejková, J., Motlík, J.: (2016) Reduced Levels of Tissue Inhibitors of Metalloproteinases (TIMPs) in UVB Irradiated Corneal Epithelium. Photochem. Photobiol., IN PRESS

Bílková, B., Albrecht, T., Chudičková, M., Holáň, V., Piálek, J., Vinkler, M.: (2016) Application of Concanavalin A during immune responsiveness skin-swelling tests facilitates measurement interpretation in mammalian ecology. Ecology and Evolution, 6 (13): 4551-4564.

Čejka, Č., Čejková, J., Trošan, P., Zajícová, A., Syková, E., Holáň, V.: (2016) Transfer of mesenchymal stem cells and cyclosporine A on alkali-injured rabbit cornea using nanofiber scaffolds strongly reduces corneal neovascularization and scar formation. Histol. Histopath., 31: 969-980.

Čejka, Č., Holáň, V., Trošan, P., Zajicová, A., Javorková E., Čejková, J.: (2016) The Favorable Effect of Mesenchymal Stem Cell Treatment on the Antioxidant Protective Mechanism in the Corneal Epithelium and Renewal of Corneal Optical Properties Changed after Alkali Burns. Oxidative Med. Cell. Longev., 5843809.

Čejková, J., Čejka, Č., Trošan, P., Zajícová, A., Syková, E., Holáň, V.: (2016) Treatment of alkali-injured cornea by cyclosporine A-loaded electrospun nanofibers - An alternative mode of therapy. Exp. Eye Res., 147: 128-137.

Hájková, M., Javorková, E., Zajicová, A., Trošan, P., Holáň, V., Krulová, M.: (2016) A local application of mesenchymal stem cells and cyclosporine A attenuates immune response by a switch in macrophage phenotype. J. Tissue Eng. Regen. Med., IN PRESS

Heřmánková, B., Zajícová, A., Javorková, E., Chudíčková, M., Trošan, P., Hájková, M., Krulová, M., Holáň, V.: (2016) Suppression of IL-10 production by activated B cells via a cell contact-dependent cyclooxygenase-2 pathway upregulated in IFN-γ-treated mesenchymal stem cells. Immunobiology, 221(2): 129-136.

Holáň, V., Heřmánková, B., Boháčová, P., Kössl, J., Chudičková, M., Hajková, M., Krulová, M., Zajícová, A., Javorková, E.: (2016) Distinct Immunoregulatory Mechanisms in Mesenchymal Stem Cells: Role of the Cytokine Environment. Stem Cell Reviews and Reports, IN PRESS

Chudičková, M., Brůža, P., Zajícová, A., Trošan, P., Svobodová, L., Javorková, E., Kubinová, Š., Holáň, V.: (2015) Targeted neural differentiation of murine mesenchymal stem cells by a protocol simulating the inflammatory site of neural injury. J. Tissue Eng. Regen. Med., IN PRESS

Trošan, P., Javorková, E., Zajícová, A., Hájková, M., Heřmánková, B., Kössl, J., Krulová, M., Holáň, V.: (2016) The Supportive Role of Insulin-Like Growth Factor-I in the Differentiation of Murine Mesenchymal Stem Cells into Corneal-Like Cells. Stem Cells Dev., IN PRESS

2015

Holáň V., Trošan P., Čejka Č., Javorková E., Zajícová A., Heřmánková B., Chudíčková M, Čejková J.: A comparative study of the therapeutic potential of mesenchymal stem cells and limbal epithelial stem cells for ocular surface reconstruction. Stem Cells Translat. Med. 4, 1052-1063, 2015.

Hájková M., Javorková E., Zajícová A., Trošan P., Holáň V., Krulová M.: A local application of MSCs and Cyclosporine A attenuates immune response by a switch in macrophage phenotype. J. Tissue Eng. Regen. Med., 2015 Jun 29. doi: 10.1002/term.2044. [Epub ahead of print]. 2015.

Chudíčková M., Bruza P., Zajícová A.., Trošan P., Svobodová L.,Javorková E., Kubinová Š., Holáň V.: Targeted neural differentiation of murine mesenchymal stem cells by a protocol simulating the inflammatory site of neural injury. J. Tissue Eng. Regen. Med., 2015 Jun 29. doi: 10.1002/term.2044. [Epub ahead of print]. 2015.

Čejka Č., Čejková J.: Oxidative stress to the cornea, changes in corneal optical properties, and advances in treatment of corneal oxidative injuries. Oxid Med Cell Longev. 2015;2015:591530. doi: 10.1155/2015/591530. Epub 2015.

Čejková J., Čejka Č.: The role of oxidative stress in corneal diseases and injuries. Histol. Histopathol. 30, 893-900, 2015.

Stříž I., Holáň V.: Cytokiny v klinické medicíně. Maxdorf Press, Prague, 2015.

Holáň V., Heřmánková B., Zajícová A.: Nanofiber scaffolds for the growth and transfer of stem cells for the treatment of ocular surface damage. In: From Functionalized Nanostructures Towards Engineered Macrostructions, Eds. C. Caruana, J. Horník, Zittau, J. Hradec, pp. 74-81, 2015.

Holáň V., Boháčová P., Kössl J., Javorková E.: Immunosuppressive drug-loaded nanofibers for the local inhibition of harmful inflammatory reactions. In: From Functionalized Nanostructures Towards Engineered Macrostructions, Eds. C. Caruana, J. Horník, Zittau, J. Hradec, pp. 17-23, 2015.

Kubinova Š., Zajícová A., Holáň V., Syková E.: Nanofibers as scaffolds for cell transfer in tissue regeneration In: From Functionalized Nanostructures Towards Engineered Macrostructions, Eds. C. Caruana, J. Horník, Zittau, J. Hradec, pp. 82-98, 2015.

2014

Holan V., Zajicova A., Javorkova E., Trosan P., Chudickova M., Pavlikova M., Krulova M.: Distinct cytokines balance the development of regulatory T cells and IL-10-producing regulatory B cells. Immunology 141, 577-586, 2014

Javorkova E., Trosan P., Zajicova A., Krulova M., Hajkova M., Holan V.: Modulation of the early inflammatory microenvironment in alkali-burned eye by systemically administered interferon-γ treated mesenchymal stem cells. Stem Cells Dev. 23, 2490-2500, 2014.

Cejkova J., Olmiere C., Cejka C., Trosan P., Holan V.: The healing of alkali-injured cornea is stimulated by a novel matrix regenerating agent (RGTA, CACICOL20) – a biopolymer mimicking heparan sulfates reducing proteolytic, oxidative and nitrosative damage. Histol. Histopathiol. 29, 457-478, 2014.

Zajicova A., Javorkova E., Trosan P., Chudickova M., Hajkova M., Krulova M., Holan V.: A low-molecular weight leukocyte dialysable extract selectively enhances the development of RORγt+CD4+ T cells and IL-17 production. Folia Biol. (Praha) 60, 253-260, 2014.

Koci Z., Turnovcova K., Dubsky M., Baranovicova L., Holan V., Chudickova M., Sykova E., Kubinova S.: Characterization of human adipose tissue-derived stromal cells isolated from diabetic patients´s distal limbs with critical limb ischemia. Cell. Biochem. Funct. 32, 597-604, 2014.

Zablotskii V., Lunov O., Novotná B., Churpita O., Trosan P., Holan V., Syková E., Dejneka A., Kubinová S.: Down-regulation of adipogenesis of mesenchymal stem cells by oscillating high-gradient magnetic fields and mechanical vibration. Applied Physics Letters 105, 103702, 2014.

Holáň V.: Kmenové buňky a imunita. Alergie 16, 233-239, 2014.

2013

Holáň V., Javorková E.: Mesenchymal stem cells, nanofiber scaffolds and ocular surface reconstruction. Stem Cells Rev. Rep. 9, 609-619, 2013.

Holáň V., Krulová M.: Common and small molecules as the ultimate regulatory and effector mediators of antigen-specific transplantation reactions. World J. Transplant.3, 54-61, 2013.

Čejková J., Tošan P., Čejka Č., Lenčová A., Zajícová A., Javorková E., Kubinová Š., Syková E., Holáň V.: Suppression of alkali-induced oxidative injury to the cornea by mesenchymal stem cells growing on nanofiber scaffolds and transferred onto the damaged corneal surface. Exp. Eye Res. 116, 312-323, 2013.

Holáň V., Javorková E., Trošan P.: The growth and delivery of mesenchymal and limbal stem cells using copolymer polyamide 6/12 nanofiber scaffolds. In: Corneal Regenerative Medicine, Methods Mol. Biol., Eds. B. Wright and C. J. Connon, Humana Press - Springer, 1014, 187-199, 2013.

Kubera M., Curzytek K., Duda W., Leskiewicz M., Basta-Kaim A., Budziszewska B., Roman A., Zajícová A., Holáň V., Szczesny E., Lason W., Maes M.:. A new animal model of (chronic) depression induced by repeated and intermittent lipopolysaccharide administration for 4 months. Brain Behav. Immun. 31, 96-104, 2013.

Vitova A., Kuffova L., Klaska I. P., Holáň V, Cornall R. J, Forrester J. V.: The high-risk corneal re-graft model: a justification for tissue matching in humans. Transplant Inter. Transplant Inter., 26, 453-461 2013.

Čejková J., Olmiere C., Čejka Č., Trošan P., Holáň V.: The healing of alkali-injured cornea is stimulated by a novel matrix regenerating agent (RGTA, CACICOL20) – a biopolymer mimicking heparan sulfates reducing proteolytic, oxidative and nitrosative damage. Histol. Histopathol., in press, 2013.

Holáň V., Zajícová A., Javorková E., Trošan P., Chudičková M., Pavlíková M., Krulová M.: Distinct cytokines balance the development of regulatory T cells and IL-10-producing regulatory B cells. Immunology, in press, 2013.

Katedra buněčné biologie, Přírodovědecká fakulta, Universita Karlova v Praze, Praha,

Oddělení polymérních gelů, Ústav makromolekulární chemie, AV ČR, v.v.i., Praha