Excelentní výzkum v regenerativní medicíně

Excelentní výzkum v regenerativní medicíně, zkráceně ExRegMed, je unikátní multidisciplinární výzkumný projekt, jehož cílem je vývoj a aplikace nových léčebných metod pro regeneraci poškozených tkání a orgánů. Projekt je podpořen Operačním programem Jan Amos Komenský (OP JAK) a sdružuje přední české vědecké instituce, univerzity a nemocnice.

Výzkumná činnost se zaměřuje na buněčnou a genovou terapii, tkáňové inženýrství, vývoj biomateriálů a testování léčebných metod v preklinických modelech. Projekt řeší závažné civilizační problémy, jako jsou poranění centrálního nervového systému, neurodegenerace, cévní poškození, defekty sítnice, chrupavek a kostí a chronické rány.

• Vytvořit mezinárodně konkurenceschopné výzkumné centrum.
• Vyvinout nové terapie využitelné v klinické praxi.
• Posílit spolupráci mezi vědeckými a aplikačními pracovišti.
• Podpořit vzdělávání nové generace vědců a odborníků v oblasti regenerativní medicíny.

Dílčí cíle zahrnují realizaci 6 výzkumných záměrů, posílení výzkumné infrastruktury, zapojení zahraničních expertů, mezinárodní spolupráce a otevřené publikování výsledků.

• Ústav experimentální medicíny Akademie věd ČR (ÚEM AV ČR) je koordinátorem projektu. Zaměřuje se na výzkum centrálního nervového systému, vývoj tkáňových náhrad a genové terapie.
• Fyziologický ústav Akademie věd ČR (FGÚ AV ČR) přispívá expertízou v oblasti normální a patologické fyziologie. Zkoumá mechanismy vzniku závažných onemocnění a podílí se na vývoji nových léčebných metod.
• Ústav živočišné fyziologie a genetiky Akademie věd ČR (ÚŽFG AV ČR) se věnuje biomedicínskému výzkumu a preklinickému testování terapeutických přístupů na zvířecích modelech.
• Ústav chemických procesů Akademie věd ČR (ÚCHP AV ČR) přináší know-how v oblasti chemických věd, chemického inženýrství a environmentálních technologií. Zabývá se rovněž vývojem nových materiálů a pokročilých biotechnologií.
• Ústav makromolekulární chemie Akademie věd ČR (ÚMCH AV ČR) se specializuje na vývoj nových syntetických a technologických procesů, především v oblasti polymerních materiálů s využitím v medicíně.
• Fakultní nemocnice Hradec Králové (FNHK) se podílí na výzkumu bioindikátorů v klinické medicíně, vývoji a hodnocení léčiv a zavádění nových operačních technik a technologií.
• Univerzita Palackého v Olomouci (UPOL) přispívá svým biomedicínským výzkumem, vývojem nanotechnologií, nových materiálů a také výzkumem rostlinných systémů.
• Středoevropský technologický institut Vysokého učení technického v Brně (CEITEC VUT) se zaměřuje na pokročilé nano- a mikrotechnologie, vývoj moderních materiálů, technickou kybernetiku a integraci systémů.
• Technická univerzita v Liberci (TUL) nabízí expertízu v oblasti materiálového, strojního a textilního inženýrství. Věnuje se také výzkumu nanomateriálů, robotiky, automatizace a biotechnologií.
• Univerzita Jana Evangelisty Purkyně v Ústí nad Labem (UJEP) se zaměřuje na ochranu životního prostředí, vývoj biomedicínských nanomateriálů a nové výrobní technologie pro biomedicínské aplikace.
• Vysoká škola chemicko-technologická v Praze (VŠCHT) přináší do projektu odbornost v oblasti technické chemie, chemických a biochemických technologií, materiálového a chemického inženýrství, potravinářství, výživy a environmentálních věd.

• Odborná manažerka projektu: doc. Pavla Jendelová, Ph.D.
• Odborný konzultant pro regeneraci nervové tkáně: prof. James Fawcett
• Odborný konzultant pro tkáňové inženýrství: doc. MUDr. Lucie Bačáková, CSc.
• Vedoucí výzkumných záměrů: Mgr. Kristýna Kárová, Ph.D., Mgr. Martin Horák, Ph.D., prof. MVDr. Jan Motlík, DrSc, doc. MUDr. Lucie Bačáková, CSc., Mgr. Eva Filová, Ph.D., Mgr. Elena Filová, Ph.D.

• Projektová manažerka: Ing. Zuzana Kodymová (osobní náklady, personální otázky, indikátory)
• Finanční/Projektový manažer: Ing. Jan Tomanec (věcné náklady, rozpočty)
• Projektový manažer: Ing. Jan Prokšík (veřejné zakázky)
• Administrativní pracovník: Barbara Ráczová

Mezinárodní poradní výbor (angl. International Scientific Advisory Board – ISAB) je poradní orgán složený ze 7 uznávaných zahraničních odborníků. ISAB zajišťuje odborný dohled nad kvalitou výzkumu, navrhuje strategické priority a posuzuje výsledky jednotlivých výzkumných záměrů.

Mezi členy patří špičky v oborech neuroregenerace, genové terapie, tkáňového inženýrství a vývoje biomateriálů. Každý výzkumný záměr má svého garantujícího experta z řad členů ISAB:

• Prof. Håvard J Haugen
  University of Oslo/Corticalis/ Institute of Clinical Dentistry, University of Oslo/ Corticalis
• Dr. Marlene Durand
  Bordeaux University Hospital/Inserm/ BioTis, Bordeaux University / Centre d’Innovations Technologiques, CHU de Bordeaux
• Prof. Dr. Eckhardt Wolf
  Ludwig-Maximilians-Universität Munich/ Gene Center Munich/ Center for Innovative Medical Models
• Prof. Elizabeth Bradbury
  King’s College London/ Wolfson Sensory, Pain and Regeneration Centre
• Prof. Elżbieta Pamuła
  AGH University of Science and Technology/ Department of Biomaterials and Composites
• Prof. Jens Pahnke
  Universität zu Lübeck/ Pahnke Lab / Lübecker Institut für Experimentelle Dermatologie
• Prof. Pasi Kallio
  Tampere University/ Micro- and Nanosystems Research Group

Každý výzkumný záměr se věnuje jinému typu poškozené tkáně a využívá pokročilé metody regenerativní medicíny.

VZ1 – Regenerace nervové tkáně po poranění

Vedoucí:

• Mgr. Kristýna Kárová, Ph.D.

Výzkumné cíle:

• Studium buněčných mechanismů ovlivňujících růst axonů.
• Obnova nervových spojů v dospělém CNS pomocí axonální regenerace senzorických a motorických drah.
• Vývoj bioaktivních nosičů k přemostění poškozené tkáně mozku a míchy.
• Obnova plasticity a potlačení inhibičního prostředí modulací ECM a perineuronálních sítí.
• Ochrana poškozeného nervového systému pomocí kmenových buněk.

VZ2 – Řešení problému neurodegenerace

Vedoucí:

• Mgr. Martin Horák, Ph.D.

Výzkumné cíle:

• Návrh a syntéza nových chemických látek s kombinací modulačního účinku k ChE a GluN2B-NMDAR.
• Nanomateriály pro doručování nově vyvinutých chemických látek s kombinací modulačního účinku k ChE a GluN2B-NMDAR přes BBB.
• In vitro hodnocení.
• In vivo pokusy.

VZ3 – Degenerativní onemocnění sítnice

Vedoucí:

• prof. MVDr. Jan Motlík, DrSc.

Výzkumné cíle:

• Vypracování efektivních metodik studia změn poškozené sítnice a jejich léčby na experimentálních modelech u myší.
• Komplexní studium změn sítnice u transgenních miniprasat s homozygotní mutací v genu USH1C a organoidů derivovaných z hiPS pacientů s Usherovým syndromem.
• Testování bezpečnosti, účinnosti a funkčnosti RPE buněk diferencovaných z lidských korigovaných pluripotentních buněk (hiPS cells), nesoucích mutaci MERTK způsobující retinitis pigmentosa, a jejich transplantace na nanovlákenných nosičích.

VZ4 – Vaskulární tkáňové inženýrství

Vedoucí:

• doc. MUDr. Lucie Bačáková, CSc. (otevře se v novém okně)

Výzkumné cíle:

• Příprava cévních záplat.
• Příprava cévních náhrad.
• Hodnocení vybraných cévních náhrad in vivo a jejich uchování.

VZ5 – Léčba osteochondrálních defektů

Vedoucí:

• Mgr. Eva Filová, Ph.D.

Výzkumné cíle:

• Vývoj 3D porézních nosičů pro regeneraci kostí s obsahem látek stimulujících osteogenezi.
• Vývoj systémů řízeného dodávání léčiv pro kostní regeneraci na bázi dendrimerů, exosomů a mikrovláken.
• Vývoj 3D nosičů pro regeneraci kostí s obsahem látek stimulujících osteogenezi a angiogenezi.
• Vývoj hydrogelových nosičů pro regeneraci chrupavky.
• Ověření kostní regenerace in vivo na modelu potkana.
• Příprava bifazického nosiče a ověření jeho účinku na modelu králíka a prasete.

VZ6 – Tkáňové inženýrství kůže, aktivní hojení ran

Vedoucí:

• Mgr. Elena Filová, Ph.D. (otevře se v novém okně)

Výzkumné cíle:

• Vývoj funkcionalizovaných nanovlákenných materiálů.
• Vývoj přípravku na bázi hydrogelu nebo kompozitního 3D materiálu s obsahem antimikrobiálních látek či extracelulárních vesikul/exosomů.
• Vytvoření in vitro modelu chronické rány.
• In vivo hodnocení na modelu hypoxické rány.
• Vývoj materiálů pro zlepšení hojení chronických ran na bázi chitosanu, elastinu a celulózy.

Projekt klade důraz na popularizaci vědy a veřejnou komunikaci. Pravidelně zveřejňujeme aktuality a výsledky na sociálních sítích. Výzkumní pracovníci se účastní nejvýznamnějších popularizačních akcí.

Projekt se zavázal k principům otevřené vědy tak, aby všechny výzkumné výstupy byly kdykoli veřejně dostupné v režimu Open Access. V souladu se zásadou „otevřené jak je možno, uzavřené jak je nutno“ se snažíme maximalizovat transparentnost a dostupnost výzkumných dat a zároveň chránit citlivé informace tam, kde je to nutné.

Výzkumná data generovaná v rámci projektu jsou spravována v souladu s principy FAIR – zajišťujeme, aby byla nalezitelná (Findable), přístupná (Accessible), interoperabilní (Interoperable) a opakovaně použitelná (Reusable). Data a související materiály jsou uloženy v důvěryhodných otevřených repozitářích, přičemž většina je uložena v projektové komunitě v Zenodo (otevře se v novém okně) pod otevřenými licencemi (CC-BY) s možností opětovného použití a reprodukovatelnosti.

Plán správy dat (DMP) pro podporu odpovídajícího nakládání s daty v průběhu celého životního cyklu projektu je průběžně udržován pomocí nástroje FAIR Wizard platformy Data Stewardship Wizard. Tento nástroj pomáhá projektovému týmu zdokumentovat práci s daty a sladit postupy s principy FAIR a Open Science.

Správcem dat projektu je Arzuv Čaryjeva, Ph.D.

V rámci projektu byla pořízena špičková výzkumná zařízení, která jsou zásadní pro realizaci výzkumných záměrů.

• Abator (ÚEM AV ČR)
• Sterilizátor na etylenoxid (ÚEM AV ČR)
• PCR cykler (ÚEM AV ČR)
• Inkubátor (ÚEM AV ČR)
• Incucyte (ÚEM AV ČR)
• Systém pro dlouhodobý monitoring aktivity a teploty myších modelů s neurodegenerativními poruchami (ÚEM AV ČR)
• Upgrade mikroskopu a rozšíření kapacity pro elektrofyziologická snímání z akutních řezů (ÚEM AV ČR)
• Biohazard box pro kultivaci savčích buněk z myších modelů s neurodegenerativními poruchami (ÚEM AV ČR)
• ElastoSens Bio (VUT)
• vybavení pro PCR s příslušenstvím Biometra (UPOL)
• Laminární box s příslušenstvím (UPOL)
• Inkubátor s CO2 na kultivaci buněk (UPOL)
• HPLC/GPC chromatograf (ÚMCH AV ČR)
• Tube chamber (FGÚ AV ČR)
• Centrifuga na vysoké otáčky s různými rotory (FGÚ AV ČR)
• XRD – X-ray difraktometr (VŠCHT)

Plánované

• 4.–6. března 2026 se uskuteční v Praze konference Axon Repair