Studujeme mechanismy onemocnění CNS, poranění mozku a míchy a neurodegenerativních onemocnění. S využitím různých typů kmenových buněk (mezenchymálních, nervových a indukovaných pluripotentních) 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. Spolupracujeme s chemiky na vývoji polymerů podporujících regeneraci poraněné tkáně a na vývoji materiálů pro cílené doručování léčiv do glioblastomu a in vivo zobrazování. Ve spolupráci s Prof. Jamesem Fawcettem z University of Cambridge studujeme možnosti regenerace nervové tkáně s využitím virových vektorů pro přenos genů a manipulací s extracelulární matrix.
Podmínky skladování ovlivňují složení lyofilizovaného sekretomu multipotentních mezenchymálních stromálních buněk
Optimální uchování sekretomu mezenchymálních stromálních buněk má klíčový význam pro jeho široké využití. Stabilita biomolekul je výrazně ovlivněna délkou a teplotou skladování. Zjistili jsme, že skladování lyofilizovaného sekretomu při −80 °C zajišťuje uchování biomolekul po dobu 3 a 30 měsíců. Skladování při −20 °C, 4 °C nebo pokojové teplotě mělo nepříznivý vliv na hladiny růstových faktorů a cytokinů, který se v průběhu času ještě zvýraznil.
Vliv teploty a doby skladování na stabilitu složení lyofilizovaného sekretomu multipotentních mezenchymálních stromálních buněk. Kondicionované médium z MSC Whartonova želé bylo lyofi lizováno a uchováváno při −80 °C, −20 °C, 4 °C nebo při pokojové teplotě po dobu 3 a 30 měsíců. Po skladování a rekonstituci byly hladiny růstových faktorů a cytokinů hodnoceny pomocí multiplexního testu. Krátkodobé skladování při různých teplotách zachovalo více než 60 % studovaných růstových faktorů a cytokinů; dlouhodobé uchování bylo dostatečné pouze při teplotě −80 °C.
Publikace:
Rogulska, O., Vackova, I., Prazak, S., Turnovcova, K., Kubinova, S., Bacakova, L., Jendelova, P., Petrenko, Y.: (2024) Storage conditions affect the composition of the lyophilized secretome of multipotent mesenchymal stromal cells. Scientific reports. 14(1): 10243.
Inhibitor syntázy kyseliny hyaluronové v nízké dávce zvyšuje plasticitu nervové tkáně po chronickém míšním poranění, ale nestačí na snížení funkčního deficitu
Potkanům s chronickým poškozením míchy (PM) byl podáván inhibitor syntézy kyseliny hyaluronové (HASI) na podporu neuroplasticity. Léčba HASI snížila syntézu kyseliny hyaluronové, zredukovala gliovou jizvu a zvýšila prorůstání 5-hydroxytryptaminových vláken do ventrálních rohů. Současná dávka však nebyla dostatečná k potlačení up-regulace CS-GAG vyvolané PM. K dosažení příznivého funkčního zlepšení po PM bude zapotřebí zvýšit dávkování.
Léčba HASI snížila oblast gliové jizvy v okolí místa léze. Reprezentativní fluorescenční snímky zobrazující epicentrum léze obarvené na gliální fibrilární kyselý protein (GFAP) u skupiny léčené HASI a placebem s chronickým míšním poraněním. Čtverečky ukazují zvětšené snímky znázorňující strukturální změny gliové jizvy po léčbě HASI ve srovnání s neléčenými zvířaty. Sloupcový graf znázorňující plochu gliové jizvy kolem centrální dutiny.
Publikace:
Štepánková K, Chudíčková M, Šimková Z, Martinez-Varea N, Kubinová Š, Urdzíková Machová L, Jendelová P, Kwok JCF. Low oral dose of 4-methylumbelliferone reduces glial scar but is insufficient to induce functional recovery after spinal cord injury. Sci Rep. 2023 Nov 6;13(1):19183. doi: 10.1038/s41598-023-46539-5.
Perineuronální sítě ovlivňují paměť a učení po stažení synapsí
Existuje hypotéza, že oka v perineuronálních sítích (PNS), které obsahují synapse, mohou fungovat jako paměťové úložiště a že zůstávají stabilní po stažení synapsí (SS) způsobeném anoxií nebo hibernací. Zkoumali jsme prostorovou paměť před a po SS. Stažení synapsí způsobilo pouze mírný deficit paměti, který se nezhoršil rozrušením PNS. Po stažení synapsí došlo k obnovení paměti pouze u zvířat, u kterých chyběly PNS. Výsledky podporují roli PNS v učení, ale ne v ukládání dlouhodobé paměti.
Morrisovo vodní bludiště; účinky odstranění PNS na paměť před a po stažení synapsí způsobeném stavem podobným hibernaci (HLS). Chondroitináza (ChABC) rozpouštějící PNS byla aplikována po počátečním tréninku. Všechny myši se naučily úlohu najít ostrůvek (A). Hibernovaná zvířata vykazovala částečnou ztrátu paměti, ale ne na úroveň naivních zvířat (B). Během fáze opětovného učení (C, D) zvířata ve skupině HLS se znovu nenaučila úlohu. Hibernovaná zvířata léčená ChABC se však učila rychle (D).
Publikace:
Ružička, J., Dalecká, M., Šafránková, K., Peretti, D., Jendelová, P., Kwok, J.C.F., Fawcet, J.W.: (2022) Perineuronal nets affect memory and learning after synapse withdrawal. Translational Psychiatry. 12(1):480. doi: 10.1038/s41398-022-02226-z.
Role signální dráhy mTOR v regeneraci poraněné míchy prostřednictvím modulace autofagie a imunitní odpovědi
Hodnotili jsme mechanismy působení dvou inhibitorů dráhy mTOR, rapamycinu a pp242 v akutní fázi poranění míchy u potkanů. Naše výsledky ukázaly, že léčba rapamycinem nebo pp242 inhibovala mTOR dráhu v poraněné míšní tkáni, zvýšila tok autofagie a modulovala zánětlivou odpověď. Léčba akutního poranění míchy pp242 však nevyvolala účinnější odpověď než rapamycin. Předpokládáme, že přínos inhibice mTOR v léčbě míšního poranění je zprostředkován především prostřednictvím mTORC1.
Potlačení dráhy mTOR pomocí rapamycinu nebo pp242 zvyšuje autofagii po míšním poranění. Imunohistochemická analýza LC3b v míšních řezech potkanů léčených kontrolním vehikulem (A), rapamycinem (B) nebo pp242 (C) odhalila významné zvýšení exprese LC3b ve skupinách léčených rapamycinem i pp242 (D).
Měřítko: 500 µm; snímky D.1, E.1 a F.1 jsou zvětšení 1:4 odpovídajících oblastí míchy. Šipky ukazují na příklady buněk obarvených DAB. Údaje jsou uvedeny jako průměr ± SEM; * p < 0,05, ** p < 0,01, *** p < 0,001.
Publikace:
Vargová, I., Machová Urdziková, L., Karová, K., Smejkalová, B., Sursal, T., Cimermanová, V., Turnovcová, K., Gandhi, Ch.D., Jhanwar-Uniyal, M., Jendelová, P.: (2021) Involvement of mTOR Pathways in Recovery from Spinal Cord Injury by Modulation of Autophagy and Immune Response. Involvement of mTOR Pathways in Recovery from Spinal Cord Injury by Modulation of Autophagy and Immune Response. Biomedicines. 9(6): 593.
Projekty
1. 5. 2025 – 31. 12. 2028
Role kynureninů v patofyziologii zánětlivé odpovědi a vzniku vazospasmů u pacientů s aneurysmatickým subarachnoidálním krvácením
Oddělení regenerace nervové tkáněArzhanov I.Klassen R. A.Valihrach L.Romanyuk N.
2025
Front Neurosci . 2025 Jun 26:19:1601101. doi: 10.3389/fnins.2025.1601101. eCollection 2025.
Oddělení regenerace nervové tkáněKrůpa P.Adamkov J.Lednova V.Kasparova P.Cesak T.
2025
Journal of Neurolinguistics, Volume 74, May 2025, 101244, https://doi.org/10.1016/j.jneuroling.2024.101244
Oddělení regenerace nervové tkáněKulhánková J.Hobbs Ch. J.Nikendey Holubová B.Erben J.Rysová M.Musílková J.Svobodová L.Romanyuk N.Máková V.
2025
J Mater Sci Mater Med . 2025 Mar 26;36(1):29. doi: 10.1007/s10856-025-06875-6.
Oddělení regenerace nervové tkáněGordiyenko O. I.Kovalenko F.Rohulska O.Trufanova N. A.Gurina T. M.Trufanov O. V.Petrenko O. Y.
2024
Cryobiology . 2024 Jun:115:104906. doi: 10.1016/j.cryobiol.2024.104906. Epub 2024 May 27.
Oddělení regenerace nervové tkáněRogulska O.Y.Trufanova N.A.Petrenko Y.Repin N.V.Grischuk V.P.Ashukina N.O.Bondarenko S.Y.Ivanov G.V.Podorozhko E.A.Lozinsky V.
2021
Journal of Biomedical Materials Research. Part B.
Oddělení regenerace nervové tkáněNieuwenhuis B.Barber A. C.Evans R. S.Pearson C. S.Fuchs J.MacQueen A. R.van Erp S.Haenzi B.Hulshof L. A.Osborne A.Conceicao R.Khatib T. Z.Deshpande S. S.Cave J.Ffrench-Constant C.Smith P. D.Okkenhaug K.Eickholt B. J.Martin K. R.Fawcett J.Eva R.
2020
EMBO Mol Med . 2020 Aug 7;12(8):e11674. doi: 10.15252/emmm.201911674. Epub 2020 Jun 17.
2025
Cancer Cell . 2025 Dec 8;43(12):2241-2258.e8. doi: 10.1016/j.ccell.2025.09.003. Epub 2025 Sep 25.
