Vedoucí:
doc. RNDr. Pavla Jendelová, Ph.D.
E-mail:
pavla.jendelova@iem.cas.cz
Tel.: +420 241 062 828
E-mail:
pavla.jendelova@iem.cas.cz
Tel.: +420 241 062 828
V oddělení jsou studovány mechanismy onemocnění CNS, poranění mozku a míchy a neurodegenerativních onemocnění. Zabýváme se izolací, značením a využitím kmenových buněk a neurálních prekurzorů k léčbě poranění mozku, míchy, Alzheimerovy choroby a amyotrofické laterální sklerózy. Pracujeme s různými typy buněk (mezenchymové kmenové buňky, neurální prekurzorové buňky derivované z linie fetálních spinálních buněk nebo z indukovaných pluripotentních buněk) a přírodními protizánětlivými látkami z hlediska jejich potenciálu napomáhat regeneraci nervové tkáně. Makroporézní polymerní hydrogely 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 zlepšit biologické funkce poškozené nervové tkáně. K zobrazování transplantovaných buněk a jako cílené nosiče pro doručování léčiv využíváme magnetické nanočástice, u kterých testujeme jejich vliv na kmenové buňky i tkáně příjemce.
.JPG)
MUDr. Lucia Urdzíková-Machová, Ph.D.
E-mail: lucia.machova@iem.cas.cz
Tel.: +420 241 062 619
Mgr. Slaven Erceg, Ph.D.
MUDr. Aleš Hejčl, Ph.D.
doc. RNDr. Pavla Jendelová, Ph.D.
Mgr. Kristýna Kárová, Ph.D.
MUDr. Petr Krůpa, Ph.D.
Mgr. Yuriy Petrenko, Ph.D.
Mgr. Nataliya Romanyuk, Ph.D.
RNDr. Jiří Růžička, Ph.D.
MUDr. Karolína Turnovcová, Ph.D.
MUDr. Lucia Urdzíková-Machová, Ph.D.
Mgr. Barbora Valášková, Ph.D.
Mgr. Ivan Arzhanov
Mgr. Kateřina Havelíková
Mgr. Dana Mareková
Ing. Michaela Petrovičová
Mgr. Barbora Smejkalová
Mgr. Kateřina Štěpánková
Mgr. Ingrid Vargová
Ing. Eliška Vavřinová
Lenka Gmiterková
Zuzana Šimková
Kristýna Šintáková
Tereza Špundová
Zuzana Čermáková
Michal Douděra
Lenka Kohoutová
Karel Třešňák
Ventrální léze - nový experimentální model míšního poranění
V současnosti neexistuje vhodný experimentální model ventrálního míšního poškození, které je u lidí poměrně časté. Ventrální kompresi míchy jsme indukovali epidurálním zavedením balónku 2F Fogartyho katétru na úrovni hrudní míchy. Balónek byl rychle nafouknut 10 nebo 15 μl fyziologického roztoku a ponechán 5 minut na místě. Vytvořená léze byla úměrná velikosti objemu balónku. Komprese o objemu 15 μL vedla k závažnému motorickému a senzorickému poškození, ztrátě motoneuronů a gliové jizvě.
Zobrazení epidurálního zavedení katétru z ventrální strany pomocí počítačové mikro tomografie
Polohu katétru (červené šipky) v páteřním kanálu jsme zobrazili pomocí mikro CT s vyobrazením kostí (A, C) a měkkých tkání (B). Detailní snímky prázdného balónku (D) nafouknutého na objem 10 ml (E) a 15 ml (F). Černé šipky ukazují drát katétru, zatímco bílé šipky ukazují zviditelněný fyziologický roztok v balónku, označující velikost nafouknutého Fogartyho balónku. Měřítko: 2 mm.
Významný výsledek v roce 2019
Účinek hMSC na dráhy buněčné smrti v míše ALS potkanů
Rostoucí počet studií prokázal prospěšný efekt lidských mezenchymálních kmenových buněk (hMSC) při léčbě amyotropní laterální sklerózy (ALS). Srovnali jsme účinek opakovaného podání hMSC nebo jejich kondicionovaného média (CondM) lumbální injekcí do míšního kanálu nebo injekcí do čtyřhlavého svalu (quadriceps femoris) nebo kombinaci obou aplikací u symptomatických ALS potkanů SOD1G93A. Dále jsme hodnotili účinek léčby na 3 hlavní dráhy buněčné smrti (nekroptózu, apoptózu a autofagii) v míšní tkáni.
Všichni symptomatičtí potkani SOD1 s podáním hMSC přežívali déle a zlepšila se jim motorická aktivita. Kombinované dodání hMSC navíc zvýšilo přežití motorických neuronů, zachovalo více neuromuskulárních plotének u čtyřhlavého svalu a podstatně snížilo hladiny proteinů zapojených do nekroptózy (Rip1, MLKL, cl-casp8), apoptózy (cl-casp 9) a autofagie (beclin 1). Kromě toho se po kombinované léčbě hMSC snížila astroglióza a klesly hladiny Connexinu 43. Opakovaná aplikace CondM nebo samotné intramuskulární injekce zlepšily motorickou aktivitu, avšak toto zlepšení nebylo podpořeno změnami na molekulární úrovni. Naše výsledky poskytují nový důkaz, že kombinace opakovaných intratekálních a intramuskulárních hMSC aplikací chrání motorické neurony a neuromuskulární spojení, a to nejen redukcí apoptózy a autofagie, ale také redukcí nekroptózy, která se významně podílí na buněčné smrti u potkaního modelu ALS.
Opakované podání kmenových buněk (hMSC) do míchy a svalů potkanům s ALS zvýšilo dobu přežití potkanů (B), snížilo expresi apoptického proteinu štěpené kaspázy 9, nekroptického proteinu MLKL a autofagického proteinu beklin (C). Výsledkem byla záchrana motoneuronů v míše (D) a snížení denervace svalů (E) u ALS potkanů.
Transplantace neurálních prekursorů derivovaných z fetální tkáně inhibuje NF-kB dráhu a snižuje tak zánětlivou reakci v míšním poranění
Transkripční faktory z rodiny NFκB se podílejí na řadě procesů v průběhu buněčného života. Mezi tyto procesy patří zejména imunitní odpovědi včetně zánětů, buněčné přežívání, růst a vývoj.
V našich projektech jsme se zaměřili na průběh aktivace NFκB po experimentálním kompresním míšním poranění potkana a na to, jak se aktivita změní po transplantaci neurálních prekurzorů (SPC-01) in situ a které mechanismy stojí za funkčním zlepšením, které SPC-01 buňky indukují.
Zjistili jsme, že aktivace NFκB dráhy v prvním měsíci po poranění má dvoufázový charakter s nejvyšší hladinou ve dnech 3 a 28, které odrážejí reakci buněk v místě poškození a také korelují s infiltračními vlnami imunitních buněk z periferie, které byly stanoveny jinými výzkumnými skupinami. Bylo zjištěno, že nejefektivnější v transplantačních terapiích je subakutní podání buněk přibližně 1 týden po poranění. V naší práci ukazujeme, že jedním z důvodů může být i námi pozorované snížení aktivity NFκB právě 7 dní po poranění. Podání kmenových buněk inhibovalo aktivitu prozánětlivé dráhy NF-kB, snížilo hladinu prozánětlivého cytokinu TNF-a a zmírnilo tak rozvoj míšního poranění.
Kmenové buňky blokují aktivaci prozánětlivé dráhy NFkB v míšním poranění
Imunohistochemické barvení hematoxylinem a DAB (NF-kB p65) míchy zdravých potkanů (A, A1, A2) nebo 28 dní po míšním poranění (B, B1, B2) nebo 28 dní po transplantaci kmenovými buňkami (SPC-01; C, C1, C2). Černé šipky ukazují na jádra, která neexprimují NF-kB p65, červené šipky zvýrazňují jádra s translokovaným p65 a zelené šipky označují buňky s jádry negativními na p65 obklopené p65+ cytoplasmou (A1, A2, B1, B2, C1, C2). Ve středu míšní léze byla ve skupině léčené buňkami SPC-01po 28 dnech pozorována signifikantně nižší aktivita NF-kB p65 (D). Ve srovnání s kontrolními zvířaty, transplantace buněk SPC-01 výrazně snížila hladinu TNF-α 10 a 14 dnů po poranění (E). Potkani transplantovaní buňkami SPC-01 vykazovali významně menší velikost léze (F) and menší gliovou jizvu (G) než kontrolní zvířata.
2020
Krůpa, P., Stěpánková, K., Kwok, J.C.F., Fawcett, J.W., Cimermanová, V., Jendelová, P., Machová Urdzíková, L.: (2020) New Model of Ventral Spinal Cord Lesion Induced by Balloon Compression in Rats. Biomedicines. 8(11): E477.
Artero-Castro, A., Rodriguez-Jiménez, F.J., Jendelová, P., VanderWall, K.B., Meyer, J.S., Erceg, S.: (2020) Glaucoma as a Neurodegenerative Disease Caused by Intrinsic Vulnerability Factors. Progress in Neurobiology. 193: 101817
Mareková, D., Turnovcová, K., Sursal, T.H., Gandhi, C.D., Jendelová, P., Jhanwar-Uniyal, M.: (2020) Potential for treatment of glioblastoma: New aspects of superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Anticancer Research. 40(11): 5989-5994.
Petrenko, Y., Vacková, I., Kekulová, K., Chudičková, M., Koči, Z., Turnovcová, K., Skalníková-Kupcová, H., Vodička, P., Kubinová, Š.: (2020) A Comparative Analysis of Multipotent Mesenchymal Stromal Cells derived from Different Sources, with a Focus on Neuroregenerative Potential. Scientific Reports. 10(1): 4290.
Rodriguez-Jimenez, F.J., Vilches, A., Perez-Arago, M.A., Clemente, E., Roman, R., Leal, J., Castro, A.A., Fustero, S., Moreno-Manzano, V., Jendelová, P., Stojkovic, M., Erceg, S.: (2020) Activation of Neurogenesis in Multipotent Stem Cells Cultured in Vitro and in the Spinal Cord Tissue After Severe Injury by Inhibition of Glycogen Synthase Kinase-3. Neurotherapeutics. IN PRESS
Forostyak S, Forostyak O, Kwok JCF, Romanyuk N, Rehorova M, Kriska J, Dayanithi G, Raha-Chowdhury R, Jendelova P, Anderova M, Fawcett JW, Sykova E.: Transplantation of Neural Precursors Derived from Induced Pluripotent Cells Preserve Perineuronal Nets and Stimulate Neural Plasticity in ALS Rats. Int J Mol Sci. 2020 Dec 16;21(24):9593.
2019
Androvic, P., Romanyuk, N., Urdziková-Machová, L., Rohlová, E,., Kubista, M., Valihrach, L.: (2019) Two-tailed RT-qPCR panel for quality control of circulating microRNA studies. Scientific Reports. 9: 4255.
Artero Castro, A., Machuca, C., Rodriguez Jimenez, F.J.,
Jendelová, P., Erceg, S.: (2019) Short Review: Investigating ARSACS: models for understanding cerebellar degeneration. Neuropathology and Applied Neurobiology.45(6): 531-537.
Artero Castro, A., Rodríguez Jimenez, F.J., Jendelová, P., Erceg, S.: (2019) Deciphering Retinal Diseases through the Generation of Three Dimensional Stem Cell-derived Organoids. Stem Cells.
Artero-Castro, A., Popelka, Š., Jendelová, P., Motlík, J., Ardan, T., Jimenez, F.J.R., Erceg, S.: (2019) The identification of small molecules that stimulate retinal pigment epithelial cells: potential novel therapeutic options for treating retinopathies. Expert Opinion on Drug Discovery. 14 (2): 169-177.
Herynek, V., Turnovcová, K., Galisová, A., Kaman, O., Mareková, D., Koktan, J., Vosmanská, M., Kosinová, L., Jendelová, P.: (2019) Manganese-Zinc Ferrites: Safe and Efficient Nanolabels for Cell Imaging and Tracking In Vivo. ChemistryOpen. 8(2): 155-165.
Horák, D., Plichta, Z., Mareková, D., Turnovcová, K., Kaiser, R., Jendelová, P.: (2019) Poly[N‐(2‐hydroxypropyl)methacrylamide]‐modified magnetic γ‐F2O3 nanoparticles conjugated with doxorubicin for glioblastoma treatment. ChemMedChem.
Chudíčková, M., Vacková, I., Machová Urdzíková L., Jancová, P., Kekulová, K., Řehořová, M., Turnovcová, K., Jendelová, P., Kubinová, S.: (2019) The Effect of Wharton Jelly-Derived Mesenchymal Stromal Cells and Their Conditioned Media in the Treatment of a Rat Spinal Cord Injury. International Journal of Molecular Sciences. 20: 4516.
Jirák, D., Ziolkowska, N., Turnovcová, K., Kárová, K., Syková, E., Jendelová, P., Romanyuk, N.: (2019) Metabolic Changes in Focal Brain Ischemia in Rats Treated With Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Neural Precursors Confirm the Beneficial Effect of Transplanted Cells. Frontiers in Neurology.10:1074.
Jiráková, K., Moskvin, M., Machová Urdzíková, L., Rössner, P., Elzeinová, F., Chudíčková, M., Jirák, D., Ziolkowská, N., Horák, D., Kubinová, Š., Jendelová, P.: (2019) The negative effect of magnetic nanoparticles with ascorbic acid on peritoneal macrophages. Neurochemical Research.
Krůpa, P., Svobodová, B., Dubišová, J., Kubinová, Š., Jendelová, P., Machová Urdzíková, L.: (2019) Nano-formulated curcumin (Lipodisq (TM)) modulates the local inflammatory response, reduces glial scar and preserves the white matter after spinal cord injury in rats. Neuropharmacology. 155: 54-64.
Machuca, C., Vilches, A., Clemente, E., Pascual-Pascual, S.I., Bolinches-Amoros, A., Castro, A.A., Espinos, C., Leon, M., Jendelová, P., Erceg, S.: (2018) Generation of human induced pluripotent stem cell (iPSC) line from an unaffected female carrier of mutation in SACSIN gene. Stem Cell Research. 33: 166-170.
Neumannová, K., Machová-Urdzíková, L., Kwok, J.C.F., Fawcett, J.W., Jendelová, P.: (2019) Adaptation of tape removal test for measurement of sensitivity in perineal area of rat. Experimental Neurology.
Opattová A., Horák, J., Vodenková, S., Kostovciková K., Čumová, A., Macinga,P., Galanová, N., Rejhová, A., Vodičková, L., Kozics, K., Turnovcová, K., Hucl, T., Slíva, D., Vodička, P.: (2019) Ganoderma Lucidum induces oxidative DNA damage and enhances the effect of 5-Fluorouracil in colorectal cancer in vitro and in vivo. Mutation Research - Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 845: 403065.
Petrenko, Y., Chudíčková, M., Vacková, I., Groh, T., Košnarová, E., Čejková, J., Turnovcová, K., Petrenko, A., Syková, E., Kubinová, Š.: (2019) Clinically Relevant Solution for the Hypothermic Storage and Transportation of Human Multipotent Mesenchymal Stromal Cells. Stem Cells International. 2019: 590952.
Růžička, J., Romanyuk, N., Jiráková, K., Hejčl, A., Janoušková, O., Machová Urdziková, L., Bochin, M., Přádný, M., Vargová, L., Jendelová, P.: (2019) The Effect of iPS-Derived Neural Progenitors Seeded on Laminin-Coated pHEMA-MOETACl Hydrogel with Dual Porosity in a Rat Model of Chronic Spinal Cord Injury. Cell Transplantation. 28 (4): 400-412.
Růžička, J., Urdziková Machová, L., Kloudová, A., Amin, A.G., Vallová, J., Kubinová, Š., Schmidt, M.H., Jhanwar-Uniyal, M., Jendelová, P.: (2018) Anti-inflammatory compound curcumin and mesenchymal stem cells in the treatment of spinal cord injury in rats. Acta Neurobiologiae Experimentalis. 78(4): 358-374.
Řehořová, M., Vargová, I., Forostyak, S., Vacková, I., Turnovcová, K., Kupcová Skalníková, H., Vodička, P., Kubinová, S., Syková, E., Jendelová, P.: (2019) A Combination of Intrathecal and Intramuscular Application of Human Mesenchymal Stem Cells Partly Reduces the Activation of Necroptosis in the Spinal Cord of SOD1(G93A) Rats. Stem Cells Translational Medicine. 8 (6): 535-547.
Svobodová, B., Kloudová, A., Růžička, J., Kajtmanová, L., Navrátil, L., Sedláček, R., Suchý, T., Jhanwar-Uniyal, M., Jendelová, P., Machová Urdziková, L.: (2019) The effect of 808 nm and 905 nm wavelength light on recovery after spinal cord injury. Scientific Reports. 9: 7660.
Výborný, K., Vallová, J., Kočí, Z., Kekulová, Jiráková, K., Jendelová, P., Hodan, J., Kubinová, Š.: (2019) Genipin and EDC crosslinking of extracellular matrix hydrogel derived from human umbilical cord for neural tissue repair. Scientific Reports. 9: 10674.
Skalnikova HK, Bohuslavova B, Turnovcova K, Juhasova J, Juhas S, Rodinova M, Vodicka P. Isolation and Characterization of Small Extracellular Vesicles from Porcine Blood Plasma, Cerebrospinal Fluid, and Seminal Plasma. Proteomes. 2019 Apr 25;7(2). pii: E17. doi: 10.3390/proteomes7020017. PubMed PMID: 31027284; PubMed Central PMCID: PMC6630935.
Petrenko Y, Chudickova M, Vackova I, Groh T, Kosnarova E, Cejkova J, Turnovcova K, Petrenko A, Sykova E, Kubinova S. Clinically Relevant Solution for the Hypothermic Storage and Transportation of Human Multipotent Mesenchymal
Stromal Cells. Stem Cells Int. 2019 Jan 20;2019:5909524. doi: 10.1155/2019/5909524. eCollection 2019. PubMed PMID: 30805009; PubMed Central PMCID: PMC6360551.
2018
Ruzicka J, Urdzikova LM, Kloudova A, Amin AG, Vallova J, Kubinova S, Schmidt MH, Jhanwar-Uniyal M, Jendelova P. Anti-inflammatory compound curcumin and mesenchymal stem cells in the treatment of spinal cord injury in rats. Acta Neurobiol Exp (Wars). 2018;78(4):358-374.
Artero-Castro A, Popelka S, Jendelova P, Motlik J, Ardan T, Rodriguez Jimenez FJ, Erceg S. The identification of small molecules that stimulate retinal pigment epithelial cells: potential novel therapeutic options for treating retinopathies. Expert Opin Drug Discov. 2019 Jan 8:1-9. doi: 10.1080/17460441.2019.1559148.
Plichta Z, Kozak Y, Panchuk R, Sokolova V, Epple M, Kobylinska L, Jendelová P, Horák D. Cytotoxicity of doxorubicin-conjugated poly[N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide]-modified γ-Fe(2)O(3) nanoparticles towards human tumor cells. Beilstein J Nanotechnol. 2018 Sep 25;9:2533-2545. doi: 10.3762/bjnano.9.236.
Jendelova P, Sykova E, Erceg S. Neural Stem Cells Derived from Human-Induced Pluripotent Stem Cells and Their Use in Models of CNS Injury. Results Probl Cell Differ. 2018;66:89-102. doi: 10.1007/978-3-319-93485-3_3.
Hejčl A, Růžička J, Kekulová K, Svobodová B, Proks V, Macková H, Jiránková K, Kárová K, Machová Urdziková L, Kubinová Š, Cihlář J, Horák D, Jendelová P. Modified Methacrylate Hydrogels Improve Tissue Repair after Spinal Cord Injury. Int J Mol Sci. 2018 Aug 22;19(9). pii: E2481. doi: 10.3390/ijms19092481.
Hejčl A, Růžička J, Proks V, Macková H, Kubinová Š, Tukmachev D, Cihlář J, Horák D, Jendelová P. Dynamics of tissue ingrowth in SIKVAV-modified highly superporous PHEMA scaffolds with oriented pores after bridging a spinal cord transection. J Mater Sci Mater Med. 2018 Jun 25;29(7):89. doi: 10.1007/s10856-018-6100-2.
Krupa P, Vackova I, Ruzicka J, Zaviskova K, Dubisova J, Koci Z, Turnovcova K, Urdzikova LM, Kubinova S, Rehak S, Jendelova P. The Effect of Human Mesenchymal Stem Cells Derived from Wharton's Jelly in Spinal Cord Injury Treatment Is Dose-Dependent and Can Be Facilitated by Repeated Application. Int J Mol Sci. 2018 May 17;19(5). pii: E1503. doi: 10.3390/ijms19051503.
Bolinches-Amorós A, Lukovic D, Castro AA, León M, Kamenarova K, Kaneva R, Jendelova P, Blanco-Kelly F, Ayuso C, Cortón M, Erceg S. Generation of a human iPSC line from a patient with congenital glaucoma caused by mutation in CYP1B1 gene. Stem Cell Res. 2018 Apr;28:96-99. doi: 10.1016/j.scr.2018.01.004.
Ruzicka J, Urdzikova LM, Svobodova B, Amin AG, Karova K, Dubisova J, Zaviskova K, Kubinova S, Schmidt M, Jhanwar-Uniyal M, Jendelova P. Does combined therapy of curcumin and epigallocatechin gallate have a synergistic neuroprotective effect against spinal cord injury? Neural Regen Res. 2018 Jan;13(1):119-127. doi: 10.4103/1673-5374.224379.
Artero Castro A, Lukovic D, Jendelova P, Erceg S. Concise Review: Human Induced Pluripotent Stem Cell Models of Retinitis Pigmentosa. Stem Cells. 2018 Apr;36(4):474-481. doi: 10.1002/stem.2783. Epub 2018 Feb 7. Review.
Karova, K., Wainwright, J.V, Machova-Urdzikova, L., Rishikaysh Pisal, R.V., Schmidt, M., Jendelova, P., Jhanwar-Uniyal, M. Transplantation of neural precursors generated from spinal progenitor cells reduces inflammation in spinal cord injury via NF-κB pathway inhibition. J Neuroinflammation in press doi: 10.1186/s12974-019-1394-7.
GAČR 19-10365S Modelování perineurálních sití a gliové jizvy v léčbě míšního poranění
Spoluřešitel ing Milada Chudíčková, PhD, 2019-2021
GAČR 21-04420S Ochranné povlaky proti rozpouštění/rozpadu světlo-konvertujících nanočástic na bázi lanthanidů v biologických médiích
Spoluřešitel MUDr Lucia Machová Urdzíková, PhD 2021-2023
Ústav klinické a experimentální medicíny IKEM
Ústav makromolekulární chemie AVČR
Fyzikální ústav AVČR
2. Lékařská fakulta, Univerzita Karlova
Lékařská fakulta Hradec Králové
Fakulta biomedicínského inženýrství, ČVUT
Fakulta strojní, ČVUT
Cambridge University, UK
University of Leeds, UK
Centro de Investigación Príncipe Felipe, Valencia, Španělsko
New York Medical College, Valhala, USA
© Copyright 2018. All Rights Reserved. Stránky vytvořila agentura WebMotion.