Translační modely onemocnění a neurodegenerace

Laboratoř experimentální medicíny

Juniorská výzkumná skupina

Vítejte na webových stránkách naší výzkumné skupiny. Jsme dynamický tým se dvojím zaměřením, přičemž obě oblasti přispívají k širšímu cíli – odhalovat tajemství neurodegenerativních onemocnění a převádět naše poznatky do konkrétních terapií.

Výzkum v centru pozornosti: Neurodegenerativní onemocnění, závažný protivník naší doby, zahrnují řadu zničujících chorob, jako je Alzheimerova a Parkinsonova nemoc. Tato onemocnění nenápadně rozkládají složitý mechanismus nervového systému, mění životy lidí a představují zásadní výzvu pro systémy zdravotní péče po celém světě. Porozumění mechanismům, které za nimi stojí, vývoj účinných terapií a v konečném důsledku nalezení léčby jsou oblastmi našeho výzkumu (podrobnější informace naleznete v částech Výzkumné zájmy a Probíhající projekty).

Vzdělávání a popularizace: Sdílení znalostí je základní součástí našeho poslání. Rádi vychováváme další generaci výzkumníků a zapojujeme se do dění v širší komunitě.

Vydejte se s námi na cestu: Na našich stránkách naleznete množství informací o probíhajících projektech, publikacích a o výjimečných lidech, kteří tvoří naši výzkumnou komunitu. Ať už jste kolega výzkumník, potenciální spolupracovník, zvídavý student, nebo nadšenec pro vědu a objevování, zveme vás, abyste se k nám na této vzrušující cestě připojili. Máte-li zájem o některý z našich projektů, zašlete prosím svůj životopis a stručný popis svých zájmů hlavnímu řešiteli (Viswanath Das; viswanath.das@upol.cz).

Oblasti výzkumu

Zajímají nás záhadné jevy chybného skládání a agregace proteinů a pozoruhodné šíření agregátů chybně složených proteinů podobné šíření prionů, které je charakteristické pro tauopatie a synukleinopatie. Náš cíl? Otevřít nové cesty k přesně cíleným terapiím a usilovat o zastavení nebo zmírnění progrese těchto zničujících onemocnění.

Dále se s nadšením věnujeme špičkovým buněčným modelům, které věrně napodobují lidská onemocnění. Proč? Protože naším konečným cílem je překlenout propast mezi základním výzkumem a klinickým úspěchem a právě tyto modely jsou pro nás zásadními mosty. Budoucnost translačních modelů onemocnění je nesmírně slibná. Editace genomu pomocí CRISPR-Cas9, indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSC) a objevování léčiv s využitím umělé inteligence mění náš přístup k neurodegenerativním i dalším lidským onemocněním.

Aktuální projekty

Níže popsané projekty pokrývají širokou škálu vědeckých aktivit, které v současnosti probíhají ve výzkumné skupině a obecně v Laboratoři experimentální medicíny.

1/ Strukturní a biochemická charakterizace proteinů tau a alfa-synukleinu u tauopatií a synukleinopatií:

Podrobná analýza struktury a biochemických vlastností těchto proteinů, které se uplatňují u Alzheimerovy nemoci (tau) a Parkinsonovy nemoci (alfa-synuklein).

2/ Vliv mutací proteinu tau na látky cílené na motiv VQIVYK u neurodegenerativních onemocnění:

Zkoumání, jak specifické mutace v repetitivní doméně proteinu tau ovlivňují účinnost látek navržených tak, aby cílily na tuto doménu a snižovaly agregaci tau.

3/ Identifikace farmakologických modulátorů šíření tau u Alzheimerovy nemoci:

S cílem vyvinout potenciální léčbu se snažíme identifikovat léčiva, která mohou cílit na šíření patologie tau.

4/ Identifikace farmakologicky ovlivnitelných cílů, které poskytují selektivní výhodu chybnému skládání a agregaci proteinů (např. agregaci tau):

Zaměřujeme se na objevování molekulárních cílů v drahách spojených s chybným skládáním a agregací proteinů, zejména v kontextu agregace tau, která přispívá k selektivní zranitelnosti u tauopatií. Tyto cíle mohou být přístupné terapeutické intervenci, jež by agregaci proteinů zabránila nebo ji omezila.

5/ Systémový přístup k pochopení stárnutí a neurodegenerace:

Tento přístup zahrnuje studium komplexní souhry biologických systémů, včetně genetiky, molekulárních drah a faktorů prostředí, s cílem lépe porozumět procesům stárnutí a neurodegenerativních onemocnění.

6/ Úloha axonálního transportu a patologie v neurodegeneraci:

Zkoumání, jak axonální transport ovlivňuje neurodegenerativní onemocnění, a jeho úlohy v patologii těchto onemocnění.

7/ Úloha cytoplazmatického p21 Cip1/WAF1 u lidských onemocnění:

Objasnění zapojení a vlivu cytoplazmatického proteinu p21 Cip1/WAF1 u lidských onemocnění.

8/ Chytré využití 2D a 3D buněčných kultur pro identifikaci kandidátních léčiv:

Využití dvourozměrných (2D) i trojrozměrných (3D) modelů buněčných kultur k efektivnímu screeningu a charakterizaci potenciálních kandidátních léčiv.

9/ Vývoj fyziologicky relevantních buněčných modelů (např. 3D kultur, organotypických řezů, iPSC):

Vytváření pokročilých buněčných modelů, jako jsou 3D buněčné kultury, organotypické kultury řezů (např. mozku a plic) a indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSC), pro přesnější a fyziologicky relevantnější modelování onemocnění a testování léčiv.

Vybrané publikace

ANNADURAI, N., L. MALINA, J. MALOHLAVA, M. HAJDÚCH, V. DAS

Tau R2 and R3 are essential regions for tau aggregation, seeding and propagation. Biochimie. 2022, 200, 79-86, ISSN: 0300-9084, PMID: 35623497,

ANNADURAI, N., L. MALINA, J. MALOHLAVA, M. HAJDÚCH, V. DAS

Tau R2 and R3 are essential regions for tau aggregation, seeding and propagation. Biochimie. 2022, 200, 79-86, ISSN: 0300-9084, PMID: 35623497,

ANNADURAI, N., L. MALINA, M. SALMONA, L. DIOMEDE, A. BASTONE, A. CAGNOTTO, M. ROMEO, M. SREJBER, K. BERKA, M. OTYEPKA, M. HAJDÚCH, V. DAS

Antitumour drugs targeting tau R3 VQIVYK and Cys322 prevent seeding of endogenous tau aggregates by exogenous seeds. FEBS Journal. 2021, 289(7), 1929-1949, ISSN: 1742-464X, PMID: 34743390,

Volná místa

3 Molecular and Translational Medicine

Projekt:	Systems approaches to understanding aging and neurodegeneration
Vedoucí:	Das Viswanath M.Sc., Ph.D.
K dispozici:	2
Určeno pro:	Doctoral training

Projekt:	Role of axonal transport and pathology in neurodegeneration
Vedoucí:	Das Viswanath M.Sc., Ph.D.
K dispozici:	2
Určeno pro:	Doctoral training

Projekt:	Research and development of agents for cancer, neurodegenerative and infectious diseases
Vedoucí:	De Sanctis Juan Bautista Ph.D., Hajdúch Marián M.D., Ph.D., Džubák Petr M.D., Ph.D., Urban Milan Ph.D., Das Viswanath M.Sc., Ph.D.
K dispozici:	5
Určeno pro:	Doctoral training

2 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

1 Other specializations

Projekt:	Drug synergy studies in 3D spheroids cultures of tumour cell lines
Vedoucí:	Das Viswanath M.Sc., Ph.D.
K dispozici:	2
Určeno pro:	Bachelor training

2 Chemická biologie a experimentální terapie

Projekt:	A combination of 2D and 3D cell cultures for a smart and effective identification and characterization of anti-hypoxic candidates
Vedoucí:	Das Viswanath M.Sc., Ph.D.
K dispozici:	1
Určeno pro:	Doktorské studium
Souhrn:	Hypoxie je výrazným rysem různých typů solidních nádorů. Ústřední složkou adaptace na hypoxii je stabilizace hypoxií indukovaného faktoru 1 (HIF-1), klíčového transkripčního regulátoru hypoxie, který řídí transkripční regulaci genů zapojených do celé řady buněčných procesů. Vzhledem k mnohočetným úlohám HIF-1 v nádorech zájem o nové nízkomolekulární inhibitory dráhy HIF-1 za posledních 10 let soustavně roste. Navzdory rozsáhlému výzkumu se však na trh dosud nedostal žádný specifický inhibitor HIF-1, a tato oblast proto stále nabízí prostor pro další výzkum. Cílem této práce je využít potenciál kombinace 2D a 3D buněčných modelů k identifikaci a charakterizaci inhibitorů HIF-1 a/nebo dráhy HIF-1 pomocí screeningu ve 2D kulturách a studií s využitím mikroskopie se světelným listem (lightsheet) a hmotnostní spektrometrie ve sféroidních kulturách.

Projekt:	A combination of 2D and 3D cell cultures for a smart and effective identification and characterization of anti-hypoxic candidates
Vedoucí:	Das Viswanath M.Sc., Ph.D.
K dispozici:	1
Určeno pro:	Doktorské studium
Souhrn:	Hypoxie je výrazným rysem různých typů solidních nádorů. Ústřední složkou adaptace na hypoxii je stabilizace hypoxií indukovaného faktoru 1 (HIF-1), klíčového transkripčního regulátoru hypoxie, který řídí transkripční regulaci genů zapojených do celé řady buněčných procesů. Vzhledem k mnohočetným úlohám HIF-1 v nádorech zájem o nové nízkomolekulární inhibitory dráhy HIF-1 za posledních 10 let soustavně roste. Navzdory rozsáhlému výzkumu se však na trh dosud nedostal žádný specifický inhibitor HIF-1, a tato oblast proto stále nabízí prostor pro další výzkum. Cílem této práce je využít potenciál kombinace 2D a 3D buněčných modelů k identifikaci a charakterizaci inhibitorů HIF-1 a/nebo dráhy HIF-1 pomocí screeningu ve 2D kulturách a studií s využitím mikroskopie se světelným listem (lightsheet) a hmotnostní spektrometrie ve sféroidních kulturách.