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.

Na oddělení 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.

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 se zabývá studiem molekulárních mechanismů, 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 výzkumem časné embryogeneze savců a změnou plasticity buněčného jádra, která provází proces diferenciace a dediferenciace. Tyto procesy jsou doprovázeny výraznou změnou morfologie jader i epigenetickou remodelací chromatinu. Cílem oddělení je charakterizovat vliv jednotlivých jaderných komponent a definovat roli subjaderných organel v tomto procesu. V současné době se výzkum oddělení zaměřuje na mechanismus a roli aktivní demethylace paternálního genomu po oplození. Dalším tématem je pak dopad deplece jaderných laminů typu A i B na časný embryonální vývoj.

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.

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.

Oddělení 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 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.