Přejít k hlavnímu obsahu

Nanomateriály v medicíně

Laboratoř experimentální medicíny
Juniorská výzkumná skupina

Oblast nanomateriálů v medicíně (často označovaná jako nanomedicína) zahrnuje mnoho typů nanomateriálů s různou strukturou či morfologií a pokročilé, většinou optické nebo elektrochemické techniky optimalizované pro časnou diagnostiku a účinnější, často personalizovanou léčbu mnoha závažných onemocnění. Nanomateriály rozšiřují možnosti léčby a diagnostiky v mnoha ohledech: i) nanomateriály lze díky jejich fluorescenčním nebo plazmonickým vlastnostem využít k zobrazení konkrétních oblastí, a tedy k analýze onemocnění přímo v lidském těle; ii) nanomateriály lze využít jako účinné systémy pro aktivní transport léčiv. V mnoha případech je možné nanomateriály použít jako teranostika umožňující sledovat účinek léčiva in vivo.

Obecně platí, že neexistuje jediná nanoplatforma, kterou by bylo možné použít k diagnostice a léčbě více druhů onemocnění. Každá nanoplatforma musí být přesně vyladěna tak, aby byla maximalizována její účinnost in vivo při zachování nízké toxicity pro zdravé buňky a tkáně. Je také dobře známo, že biologické účinky nanomateriálů se výrazně liší i při nepatrných změnách jejich morfologie nebo velikosti. Velké úsilí proto bylo věnováno vývoji protokolů pro přesnou syntézu. Pokročilé metody funkcionalizace navíc umožňují začlenit stále větší počet funkcí, které dovolují detekovat různé biologické odpovědi, cílit na specifické buňky či subcelulární kompartmenty nebo zobrazovat uvolňování léčiva.

V naší výzkumné skupině se těmto vědeckým výzvám věnujeme s hlavním cílem navrhovat účinné nanoplatformy a zavádět nové postupy pro léčbu závažných onemocnění, jako je osteosarkom, adenosarkom prsu nebo glioblastom.

Oblasti výzkumu

Syntéza a funkcionalizace pokročilých nanostrukturovaných materiálů pro systémy aktivního transportu léčiv, plazmonickou nebo fluorescenční detekci klinicky významných molekulárních markerů a chirální analýzu.

Aktuální projekty

Vývoj systémů pro cílený transport léčiv založených na i) pokročilých 2D nanomateriálech a ii) biopolymerních nanonosičích.

Vývoj metod detekce klinicky významných molekulárních markerů s využitím optických metod a plazmonických nanostruktur.

Analýza chirálních sloučenin s využitím 2D opticky anizotropních nanomateriálů.

Knihy a kapitoly v knihách
ŠAREK, J., M. KVASNICA, M. VLK, M. URBAN, P. DŽUBÁK, M. HAJDÚCH
The Potential of Triterpenoids in the Treatment of Melanoma, 1.vyd, Rijeka, InTech, 2011, 7, 125-158, Dedication: 305/09/1216, ISBN: 978-953-307-293-7,
Volná místa
4 Molekulární a translační medicína
Projekt: Study of basic pharmacokinetic properties (ADME) of new drugs in preclinical development
Vedoucí: Lišková Barbora Ph.D.
K dispozici: 1
Určeno pro: Doktorské studium
Projekt: Study of basic pharmacokinetic properties (ADME) of new drugs in preclinical development
Vedoucí: Lišková Barbora Ph.D.
K dispozici: 1
Určeno pro: Doktorské studium
Projekt: Plasmonic nanomaterials in cancer theranostics
Vedoucí: Ranc Václav Ph.D., Petřík Miloš Ph.D.
K dispozici: 2
Určeno pro: Doktorské studium
Projekt: Plasmonic nanomaterials in cancer theranostics
Vedoucí: Ranc Václav Ph.D., Petřík Miloš Ph.D.
K dispozici: 2
Určeno pro: Doktorské studium
2 Molecular and Translational Medicine
Projekt: Synthesis and characterization of 2D nanoplatforms as active drug carriers
Vedoucí: Ranc Václav Ph.D., Hajdúch Marián M.D., Ph.D.
K dispozici: 3
Určeno pro: Doctoral training
Projekt: Modifications of biologically active molecules leading to improvement of their pharmacological properties
Vedoucí: Urban Milan Ph.D., Ranc Václav Ph.D., Polishchuk Pavlo Ph.D., M.Sc.
K dispozici: 3
Určeno pro: Doctoral training
4 Lékařská biologie
Projekt: The role of tumor hypoxia in the development of acquired resistance to microtubule-targeted drugs
Vedoucí: Das Viswanath M.Sc., Ph.D.
K dispozici: 1
Určeno pro: Doktorské studium
Souhrn: 1 místo v prezenční formě studia
Projekt: The role of tumor hypoxia in the development of acquired resistance to microtubule-targeted drugs
Vedoucí: Das Viswanath M.Sc., Ph.D.
K dispozici: 1
Určeno pro: Doktorské studium
Souhrn: 1 místo v prezenční formě studia
Projekt: Development of 3D pharmacophore signatures and their application in the design of anticancer drugs
Vedoucí: Polishchuk Pavlo Ph.D., M.Sc.
K dispozici: 1
Určeno pro: Doktorské studium
Souhrn: 1 místo v prezenční formě studia
Projekt: Development of 3D pharmacophore signatures and their application in the design of anticancer drugs
Vedoucí: Polishchuk Pavlo Ph.D., M.Sc.
K dispozici: 1
Určeno pro: Doktorské studium
Souhrn: 1 místo v prezenční formě studia
2 Chemická biologie a experimentální terapie
Projekt: Pharmacokinetic methods in preclinical drug testing
Vedoucí: Hajdúch Marián M.D., Ph.D., Lišková Barbora Ph.D.
K dispozici: 1
Určeno pro: Doktorské studium
Souhrn: Studium vlastností ADME potenciálních léčiv, která jsou součástí chemické knihovny IMTM – získaných v rámci národní nebo mezinárodní spolupráce –, patří k prvním krokům při predikci potenciálních léčiv. Modely in vitro poskytují mnoho parametrů ADME, včetně chemické, plazmatické a mikrozomální stability, vazby na plazmatické proteiny a podílu pasivní difuze jako transportního mechanismu. Testy permeability Caco-2 a MDCK-MDR1 jsou zavedenými modely střevní a hematoencefalické bariéry. Analýza vzorků se provádí pomocí systému Agilent RapidFire 300 – rychlé online extrakce na pevné fázi s následnou detekcí na hmotnostním spektrometru Qtrap 5500 (AB Sciex) – RF/MS. Vysokokapacitní hmotnostně spektrometrický systém RF/MS poskytuje ultrarychlou analýzu nativních látek bez nutnosti značení pro biochemické testy ADME a dosahuje rychlosti 6 až 10 sekund na vzorek.
Projekt: Pharmacokinetic methods in preclinical drug testing
Vedoucí: Hajdúch Marián M.D., Ph.D., Lišková Barbora Ph.D.
K dispozici: 1
Určeno pro: Doktorské studium
Souhrn: Studium vlastností ADME potenciálních léčiv, která jsou součástí chemické knihovny IMTM – získaných v rámci národní nebo mezinárodní spolupráce –, patří k prvním krokům při predikci potenciálních léčiv. Modely in vitro poskytují mnoho parametrů ADME, včetně chemické, plazmatické a mikrozomální stability, vazby na plazmatické proteiny a podílu pasivní difuze jako transportního mechanismu. Testy permeability Caco-2 a MDCK-MDR1 jsou zavedenými modely střevní a hematoencefalické bariéry. Analýza vzorků se provádí pomocí systému Agilent RapidFire 300 – rychlé online extrakce na pevné fázi s následnou detekcí na hmotnostním spektrometru Qtrap 5500 (AB Sciex) – RF/MS. Vysokokapacitní hmotnostně spektrometrický systém RF/MS poskytuje ultrarychlou analýzu nativních látek bez nutnosti značení pro biochemické testy ADME a dosahuje rychlosti 6 až 10 sekund na vzorek.