Ústav experimentální medicíny AV ČR, v.v.i.

Oddělení se zabývá studiem morfologických a elektrofyziologických vlastností gliových buněk, především astrocytů a polydendrocytů (známých též jako NG2 gliové buňky). Jejich funkce zkoumá v patofyziologii centrálního nervového systému, jako jsou fokální mozková ischemie, amyotrofická laterální skleróza, Alzheimerova choroba, schizofrenie či tumorigeneze. Za využití geneticky modifikovaných myších kmenů a nových technologií speciálně vyvinutých k výzkumu gliových buněk studuje roli iontových a vodních kanálů ve vzniku mozkového edému a v post-ischemické regeneraci. Dále zkoumá úlohu Wnt signální dráhy v neurogenezi a gliogenezi po ischemickém poškození mozku, a to na úrovni jednotlivých buněk.

V rámci exkurze návštěvníky seznámíme s gliovými buňkami a jejich úlohou ve zdravém organismu a v onemocněních centrálního nervového systému. Ukážeme jim techniky, které používáme pro studium vlastností a funkce gliových buněk, jako je například fluorescenční mikroskopie nebo metoda terčíkového zámku.

Studujeme laterální uspořádání biologických membrán do mikrodomén, tj. malých oblastí specifického tvaru, složení a funkce. Důraz přitom klademe na jejich zapojení do regulace buněčných procesů v reakci na podněty z okolního prostředí. S maximálním využitím výhod geneticky přístupného kvasinkového modelu zkoumáme zejména roli těchto membránových mikrodomén ve vnímání stresu a stresové adaptaci, v signalizaci a v regulaci buněčného metabolismu. Tyto membránové funkce předpokládají komunikaci mezi různými mikrodoménami, a to jak v jedné konkrétní membráně, tak mezi různými specializovanými membránami v rámci membránového systému eukaryotní buňky.

V rámci exkurze Vás čeká prohlídka laboratoře zabývající se základním výzkumem biologických membrán na kvasince S. cerevisiae s odborným výkladem a dále představení elektronového mikroskopu FEI Morgagni 268D včetně ukázky přípravy vzorků pro elektronovou mikroskopii.

Oddělení se zabývá mechanismy toxických účinků vyráběných nanočástic i jemných a ultrajemných částic vznikajících při spalovacích procesech. Velká pozornost je věnována interakcím částic a jejich komponent s biomolekulami v lidských buněčných liniích. Aktuálně oddělení řeší otázku úlohy ultrajemných částic v ovzduší v etiologii neurodegenerativních onemocnění.

Prohlídka laboratoře bude zaměřena na představení postupů pro testování toxicity látek znečišťujících životní prostředí metodami in vitro, tedy za použití buněčných kultur, bez využívání laboratorních zvířat. Zájemci budou seznámeni s postupy kultivace buněk v laboratorních podmínkách, základním vybavením buněčné laboratoře a moderními metodami a trendy v oblasti testování toxicity látek znečišťujících ovzduší. Během návštěvy naší laboratoře si návštěvníci budou moci pod mikroskopem prohlédnout živé lidské plicní buňky a vyzkoušet si práci v aseptických (sterilních) podmínkách.

Oddělení se zabývá výzkumem molekulárních charakteristik nádorových onemocnění, především tlustého střeva a konečníku. Pracujeme na molekulárně-epidemiologické úrovni s cílem identifikovat biologické ukazatele zvýšené predispozice vůči nádorovému onemocnění, včasné diagnostiky, individuální odpovědi na protinádorovou léčbu a dlouhodobé prognózy.

Oddělení nanotoxikologie a molekulární epidemiologie se zabývá vlivem znečišťujících látek v ovzduší, včetně částic/nanočástic, na živé systémy. Kromě hodnocení negativních dopadů na biologický materiál (poškození DNA a dalších makromolekul, vliv na imunitní odpověď) jsou též intenzivně studovány mechanismy adaptace na škodliviny v životním prostředí, jejímž prostřednictvím se lidský organismus vyrovnává s působením nepříznivých podmínek.

Oddělení se zabývá studiem molekulárních mechanizmů, které regulují funkci glutamátových receptorů v savčím centrálním nervovém systému. Dále vyvíjíme nové farmakologické modulátory glutamátových receptorů s cílem léčby kognitivních poruch spojených s neurodegenerací. Naše experimentální práce je prováděna pomocí mikroskopických, biochemických a elektrofyziologických technik v savčích neuronech a lidských linií z pacientů trpících různými formami neurodegenerativních onemocnění.

Oddělení se zabývá studiem mechanismů zpracování zvukových podnětů ve sluchovém systému savců a vývojovou plasticitou sluchové dráhy za normálních a patologických podmínek. Při experimentální práci používáme elektrofyziologické, imunohistochemické, behaviorální a in vivo zobrazovací metody u zvířat a audiometrické testy u člověka. Výsledky získané studiem sluchové dráhy zvířat mají širší uplatnění při poznání obecných molekulárních mechanizmů přenosu signálů v nervovém systému. V rámci exkurze budou prezentovány moderní metodické přístupy pro zkoumání sluchové funkce u zvířecích modelů sluchových poruch

Oddělení se zabývá studiem mechanismů onemocnění CNS, poranění mozku a míchy a neurodegenerativních onemocnění. S využitím různých typů kmenových buněk se snažíme vytvářet in vitro 3D modely vhodné pro testování léků a výzkum nádorů mozku. Cílíme na zvýšení terapeutické aktivity mezenchymálních kmenových buněk prostřednictvím modulace jejich metabolismu a 3D mikroprostředí. Další směr výzkumu se zaměřuje na roli exozomů izolovaných z kmenových buněk v regeneraci poraněné míchy, rozvoji mozkových aneurysmat nebo mikroprostředí glioblastomů. Zároveň vyvíjíme novou diagnostickou metodu využívající miRNA ke stanovení závažnosti poranění míchy a spolupracujeme s chemiky na vývoji polymerů podporujících regeneraci poraněné tkáně a na vývoji materiálů pro cílené doručování léčiv do glioblastomu a in vivo zobrazování.

Exkurze zahrnuje prohlídku operační a biochemické laboratoře, ukázky šití, představení chirurgických zákroků, zpracování vzorků, ukázky buněčných kultur a analýzy dat.

Oddělení je zaměřeno na vývoj a přípravu tkáňových náhrad, především biodegradabilních a na bázi nanovláken a pěn, modelování proteinových struktur, ale také vyhledávání možností praktického využití výsledků. Pracoviště vyvíjí technologii uvolňování bioaktivních látek s využitím různých typů nanovlákenných nosičů, syntetických nebo nativních růstových faktorů, což umožňuje řízený přísun živin a léků přímo do místa defektu. Vyvíjejí se umělé chrupavčité a kostní náhrady pro klinické využití v ortopedii, nanovlákenné nosiče pro hojení kožních defektů a incisionální hernie.

V rámci exkurze Vám představíme materiály pro regeneraci kostí a kůže, ukážeme Vám různé typy buněk a jejich vizualizaci na tkáňových nosičích. Mimoto Vám předvedeme bioreaktory pro kultivaci buněk na nosičích simulující fyziologické podmínky.

Oddělení vývojové biologie se zabývá genetickou regulací zárodečného vývoje. Využíváme technologie tkáňově specifických knock-outs v myších k objasnění funkce některých signalizačních drah a vybraných transkripčních faktorů, které řídí zárodečný vývoj kraniofaciální, neurální nebo ušní . Studie v myších modelech jsou doplněny experimenty v embryích ryb Danio rerio. V těchto experimentálních organismech se snažíme objasnit genetickou podstatu některých lidských vývojových vad.

Skupina poskytuje servisní služby v oboru pokročilých mikroskopických technik jak pracovníkům ÚEM AV ČR, tak externím uživatelům. Pracovníci skupiny zajišťují zejména školení uživatelů, rutinní servis přístrojů, provoz rezervačního systému a odborné konzultace. K dispozici jsou přístroje od základního fluorescenčního mikroskopu po pokročilý konfokální systém či systémy umožňující více-fotonovou excitaci.