CS | en

Vyhledávání

Celý intranet Aktuální oblast


Důležité odkazy

dulezite-biocev.pngdulezite-avcr.pngdulezite-ov.pngdulezite-tvt.png

Úspěchy

Česko-švédský vědecký tým vyvinul novou metodu pro přesné stanovení malých molekul RNA mající velký potenciál v diagnostice a monitoringu léčby chorob, včetně rakoviny

Biotechnologický ústav AV ČR se sídlem v centru BIOCEV a přední evropský poskytovatel genomických služeb, švédská biotechnologická firma TATAA Biocenter s podporou firmy Roche v nedávné době úspěšně zakončily vývoj nové ultra sensitivní techniky pro analýzu malých molekul RNA, tzv. microRNA. Základem nové metody, nazvané Two-tailed PCR je inovativní, patentově chráněná struktura DNA-oligonukleotidu sloužícího pro záchyt molekul microRNA. Díky svým dvou vazebným místům zaručuje mimořádnou kombinaci sensitivity a specificity. Výsledky práce byly tento týden publikovány v prestižním časopise Nucleic Acids Research.

 

MicroRNA jsou jednovláknové molekuly s délkou pouhých 22-24 nukleotidů mající často velmi podobnou sekvenci, která se může lišit pouze v jediné bázi. „MicroRNA představují nedávno objevenou třídu nekódujících RNA, které hrají klíčovou roli v post-transkripční regulaci genové exprese. Jsou přítomné nejen v tkáních, ale také v tělních tekutinách, kam mohou být transportovány jak pasivními, tak aktivními mechanismy,“ vysvětluje Mikael Kubista, vedoucí Laboratoře genové exprese v Biotechnologickém ústavu AV ČR – BIOCEV. „Detekce specifických microRNA v tělních tekutinách pak může být známkou onemocnění či jiných patologických situací dříve, než je jejich diagnostika možná s využitím konvenčních přístupů. Právě tato vlastnost učinila z microRNA velmi slibnou skupinu molekul s velkým diagnostickým potencionálem, tzv. biomarkerů,“ dodává Mikael Kubista. Jejich využití je také předmětem zájmu celoevropského projektu SPIDIA4P, který si klade za cíl standardizaci nástrojů a procesů pro in-vitro diagnostiku molekul a jejich následnou aplikaci v personalizované medicíně.

 

V současné době je k dispozici několik metod na měření microRNA pomocí kvantitativní PCR využívající standardní délku oligonukleotidů, tzv. primerů, mající délku 20-25 bazí. Využití takto dlouhých oligonukleotidů je možné díky prodloužení microRNA před samotnou jejich detekcí pomocí PCR, které je však často spojené s poklesem citlivosti a specificity stanovení. Nově představená technika Two-tailed PCR řeší tento problém využitím dvou krátkých sekvencí, tzv. hemi-prób, jež jsou součástí zmíněné unikátní struktury detekčního DNA oligonukleotidu. Délka jednotlivých hemiprób samostatně není dostatečná k efektivní vazbě microRNA molekul. Teprve kooperace obou sekvencí, které jsou propojeny ve struktuře vazebného DNA oligonukleotidu, poskytuje dostatečně stabilní a efektivní vazbu, která je základem vysoké sensitivity celého systému. Pokud se v místě vazby některé z obou hemiprób vyskytuje nepárující se nukleotid, tzv. mismatch, je síla vazby významně narušena a k vazbě takové microRNA nedojde, což poskytuje novému systému vysokou specificitu stanovení, tj. schopnost rozlišení miRNA molekul lišící se pouze jedním či více nukleotidy.

 

Two-tailed PCR byla během svého vývoje porovnávána s dalšími třemi systémy pro detekci microRNA, jenž využívají odlišný princip záchytu cílových molekul. Nová technika dosáhla vysoké sensitivity se schopností detekce méně jak 10 molekul microRNA ve vzorku, při současně nejvyšší míře specificity mezi testovanými systémy. Two-tailed PCR může být použita pro detekci jedné konkrétní microRNA, tak mnoha různých microRNA zároveň, což je častý případ při využití těchto molekul jako diagnostického cíle. Rovněž je možný způsob detekce využívající tzv. dvou- či jedno-zkumavkový formát, kdy veškeré nezbytné procesy probíhají s využitím minimálního počtu pipetovacích kroků. Nová technika je jednou z několika v současné době hodnocených metod pro detekci microRNA v tělních tekutinách v rámci evropského projektu pro boj s rakovinou Cancer-ID a podobného projektu řešící problematiku septických stavů Smartdiagnos. Pro zájemce o tuto novou technologii je v České republice nabízen kompletní servis zahrnující návrh, validaci nových esejí, případně i provedení měření v servisním pracovišti Gene Core v centru BIOCEV.

 

Více informací v publikaci: https://academic.oup.com/nar/article/3958703/Two-tailed-RT-qPCR-a-novel-method-for-highly

 

Publikace:

Androvic, P., Valihrach, L., Elling, J., Sjoback, R., Kubista, M. Two-tailed RT-qPCR: a novel method for highly accurate miRNA quantification. Nucleic Acids Research, gkx588, 2017. doi: 10.1093/nar/gkx588. ISSN 1362-4962.

 

13. 7. 2017

                                                                                                                  

Vědci přinutili rakovinné buňky, aby se samy zničily

Ještě nikdy nebyli čeští vědci tak blízko léku na rakovinu prsu. Po čtyřech letech vyvinuli látku, která dokázala zcela zneškodnit nádorové buňky u jedné z jejích nejagresivnějších forem. V České republice jí trpí až 20 procent pacientek s nádorem prsu. Přípravek s názvem MitoTam úspěšně prošel laboratorními i preklinickými zkouškami. Letos se plánuje zahájení klinických testů na lidském organismu.

 

MitoTam je modifikací staršího léku Tamoxifen, který se běžně používá proti nádorům prsu, ale působí pouze na některé druhy těchto nádorů. Zákeřnější typy rakoviny prsu mu odolávají. Vědci z výzkumného centra BIOCEV ve Vestci u Prahy se rozhodli přejít do protiútoku. Nalezli Achillovu patu rakovinných buněk – jejich mitochondrie neboli buněčné elektrárny, které jim dodávají životní energii. Zacílením MitoTamu do mitochondrií jsou schopni doslova přinutit tyto buňky k sebevraždě.

 

"Zjistili jsme, že nová látka MitoTam, mitochondriálně cílený derivát protirakovinné látky tamoxifenu, je velice účinná proti nádorovým buňkám rakoviny prsu s vysokou expresí onkoproteinu HER2, proti němuž je původní látka, tamoxifen, neúčinná. Naše látka navíc velmi efektivně působí i proti ‚trojnásobně negativním‘ nádorům prsu, které jsou momentálně zcela neléčitelné,“ říká Kateřina Rohlenová z Biotechnologického ústavu AV ČR, který sídlí v centru BIOCEV. "Jedním z důvodů, proč je MitoTam velmi účinný proti nádorům prsu s vysokou hladinou onkoproteinu HER2, je vysoká hladina tohoto proteinu v mitochondriích nádorových buněk, což je poměrně překvapivé zjištění. MitoTam v rakovinné buňce inhibuje komplex I v mitochondriálním dýchacím řetězci, čímž vyvolává produkci pro buňku toxických kyslíkových radikálů. Ve výsledku spouští kaskádu dějů vedoucích k řízené smrti buňky, tzv. apoptóze. Ukázali jsme, že nádory s vysokou hladinou HER2 se vyznačují zvýšenou respirací přes komplex I, což tyto buňky činí výjimečně citlivými k látce MitoTam. Mechanismus účinku MitoTamu, cílený na mitochondrie rakovinných buněk a jejich dýchací řetězec, ale není závislý na expresi konkrétního onkoproteinu. Z našich výsledků vyplývá, že jde o mimořádně účinnou látku, která by se teoreticky dala použít i na další typy rakoviny,“ dodává mladá vědkyně a zároveň klíčová osoba projektu, na kterém několik let pracoval mezinárodní tým vedený prof. Jiřím Neužilem z Biotechnologického ústavu AV ČR a Griffith University v Austrálii. O významu objevu svědčí i odborný článek, který aktuálně vyšel v prestižním časopise Antioxidants & Redox Signaling. Jeden z mikroskopických snímků, který tým pořídil, dokonce zdobí jeho titulní stranu.

 

V první fázi testování MitoTamu se bude ověřovat, jestli není pro lidský organismus toxický. Druhá fáze už počítá s účastí několika desítek pacientů. Podle pravidel musejí následovat ještě další dvě fáze s větším počtem účastníků a mezinárodním přesahem. Celý proces může trvat řadu let, ale vědci jsou optimističtí. "Dosavadní výsledky ukazují, že MitoTam má velmi dobrou perspektivu stát se účinnou protirakovinnou látkou,“ říká Kateřina Rohlenová.

 

Více informací v publikaci: http://online.liebertpub.com/doi/full/10.1089/ars.2016.6677

 

Publikace:

Rohlenova, K., Sachaphibulkij, K., Stursa, J., Bezawork-Geleta, A., Blecha, J., Endaya, B., Werner, L., Cerny, J., Zobalova, R., Goodwin, J., Spacek, T., Alizadeh, P. E., Yan, B., Nguyen, M. N., Vondrusova, M., Sobol, M., Jezek, P., Hozak, P., Truksa, J., Rohlena, J., Dong, L.-F., Neuzil, J. Selective Disruption of Respiratory Supercomplexes as a New Strategy to Suppress Her2high Breast Cancer. Antioxidants & Redox Signaling, 26(2): 84-103, 2017. doi: 10.1089/ars.2016.6677.

 

19. 1. 2017

                                                                                                                   

Úspěch Centra molekulární struktury

Česká infrastruktura pro integrativní strukturní biologii (CIISB) se dne 22. září 2016 na základě jednomyslného rozhodnutí členů INSTRUCT Council stala plnohodnotným INSTRUCT centrem. Tento obrovský úspěch umožní Centru molekulární struktury (CMS) v centru BIOCEV a strukturně-biologickým servisním laboratořím centra CEITEC nabízet svoje služby oficiálně pod hlavičkou výzkumné infrastruktury INSTRUCT.

 

INSTRUCT je celoevropská výzkumná infrastruktura pro strukturní biologii. Kromě poskytování přístupu k inovativním přístrojům uživatelům z akademické i průmyslové sféry, nabízí infrastruktura např. stáže pro studenty, vzdělávací kurzy, nebo granty pro pilotní projekty. V současnosti má INSTRUCT 17 plnohodnotných center (včetně CIISB) a 4 národní přidružená centra rozmístěná po celé Evropě a v Izraeli.

 

webové stránky INSTRUCT: www.structuralbiology.eu

webové stránky CMS: www.ibt.cas.cz/core-facility/CMS

webové stránky CIISB: www.ciisb.org

 

26. 9. 2016

                                                                                                                   

Pumpička na kolo jako inspirace pro možnou léčbu nádorových onemocnění

Buněčné dělení je jeden ze základních mechanismů, které neustále probíhají ve všech živých organismech. Jeho poruchy mají za následek vážná onemocnění jako dědičné nebo nádorové choroby. Mezinárodnímu týmu vědců z České republiky, Německa a Nizozemska se nyní podařilo doplnit další dílek do skládačky molekulárních mechanismů nezbytných k pochopení, jak buněčné dělení funguje. O tomto výzkumu nedávno informovali v prestižním vědeckém časopisu Cell.

 

Vědci ukázali, jak buňky využívají neuspořádaný pohyb proteinových molekul ve svém nitru k tomu, aby vyvinuly mechanickou sílu nezbytnou ke správnému průběhu rozdělení buňky. Důležitou úlohu přitom hrají vláknité proteinové struktury nazývané mikrotubuly, jež slouží jako kostra celého dělícího aparátu. Proteiny, jež se slabě vážou do prostoru mezi tato vlákna, fungují jako částice plynu uzavřené ve válci s pístem. Tyto proteiny, stejně jako uzavřené částice plynu, reagují na jakékoliv zmenšení objemu zvýšením tlaku. V souladu s tímto jednoduchým principem, který velmi dobře známe z běžných domácích pumpiček na kolo, produkují proteiny mezi překrývajícími se mikrotubuly tlak, podobně jako kdyby mezi každými dvěma mikrotubuly byl miniaturní píst nebo pružina. Tento systém dohromady vytváří jednu z mechanických sil nezbytných ke správnému rozdělení buňky.

 

"Našemu týmu se podařilo přímo změřit tyto miniaturní síly pomocí optické pinzety - aparátu, kterým je možné pomocí světelného paprsku pohybovat miniaturními objekty jako jsou jednotlivé molekuly. Pomocí této metody jsme byli schopni prokázat výše popsaný mechanismus experimentálně i teoreticky," říká RNDr. Zdeněk Lánský, Ph.D., český zástupce v mezinárodním vědeckém týmu. "Objasnění tohoto mechanismu je jeden z kroků nezbytných k pochopení celého složitého soukolí, jež tvoří základ buněčného dělení a může být v budoucnu využito k vývoji lépe cílených terapií," dodává.

 

Dr. Zdeněk Lánský v současné době zakládá laboratoř v centru BIOCEV, kde hodlá využít své zkušenosti s výzkumem biologických systémů na úrovni jednotlivých molekul k dalšímu výzkumu role mechanických sil v základních buněčných procesech a k vytváření umělých programovatelných biomolekulárních struktur.

 

Publikace:

Lansky, Z., Braun, M., Ludecke, A., Schlierf, M., Rein ten Wolde, P., Janson, M. E., Diez, S. Diffusible Crosslinkers Generate Directed Forces in Microtubule Networks. Cell, 160(6): 1159-1168, 2015. doi: 10.1016/j.cell.2015.01.051. ISSN 0092-8674.

 

5. 6. 2015

                                                                                                                   

Fotografie z dílny BTÚ na obálce ARS

Vydavatel přestižního časopisu Antioxidants & Redox Signaling (IF 8,499 za poslední 5 let) se rozhodl na obálku dubnového čísla tohoto časopisu (No. 11) umístit fotografii z článku, na kterém se podíleli vědci z Biotechnologického ústavu AV ČR, v. v. i.
 
Pracovníci Laboratoře nádorové rezistence a Laboratoře molekulární terapie pod vedením Jaroslava Truksy a Jiřího Neužila, společně s kolegy z České republiky, Austrálie a Itálie, publikovali v tomto vydání odborný článek "Mitochondrially Targeted Vitamin E Succinate Modulates Expression of Mitochondrial DNA Transcripts and Mitochondrial Biogenesis", který je navíc uvedený na prvním místě v original research articles tohoto vydání.
 
Článek pojednává o mitochondriálně cílených derivátech vitaminu E, které jsou schopny při vyšších dávkách zabít rakovinné buňky, ale i v nízkých dávkách mají protinádorový účinek a blokují růst a dělení rakovinných buněk přes změny navozené v mitochondriích.
 
Obrázek znázorňuje mitochondriálně cílený derivát vitaminu E v mitochondriích. Červená barva označuje mitochondrie, zelená zvýrazňuje derivát. Překryv těchto barev v pravém dolním rohu ukazuje, že mitochondriálně cílený derivát vitaminu E je opravdu navázaný na mitochondrii (modrou barvou je znázorněno jádro).
 
ars.2015.22.issue-11.largecover.jpg
 
Truksa, J., Dong, L., Rohlena, J., Stursa, J., Vondrusova, M., Goodwin, J., Nguyen, M., Kluckova, K., Rychtarcikova, Z., Lettlova, S., Spacilova, J., Stapelberg, M., Zoratti, M., Neuzil, J. Mitochondrially targeted vitamin E succinate modulates expression of mitochondrial DNA transcripts and mitochondrial biogenesis. Antioxidants & Redox Signaling, 22(11): 883-900, 2015. doi: 10.1089/ars.2013.5594. ISSN 1523-0864.
 
Pozn. Pracovníci z Biotechnologického ústavu jsou podtrženi.
 
16. 4. 2015

                                                                                                                   

Přelomový výsledek výzkumu prof. Jiřího Neužila

Nádorová buňka, která nemá mitochondriální DNA nezbytnou pro funkci buňky, umí získat mitochondrii z jiné buňky a tím restartovat buněčné dýchání a obnovit svůj nádorový potenciál. To je objev, který "přepíše učebnice", poznamenává popularizační webový portál IFLScience.

 

Mezinárodní vědecký tým pod vedením prof. Jiřího Neužila z Biotechnologického ústavu AV ČR, v. v. i. zjistil, že rakovinné buňky zbavené mitochondriální DNA poté, co jsou vneseny do příjemce (myši), mají schopnost obnovit funkci mitochondrií tak, že získají tuto organelu z buněk hostitele. "Výsledkem je, že tyto buňky opět získají schopnost tvořit nádory", říká prof. J. Neužil.

 

Tento zásadní objev funkce nádorové buňky byl zveřejněn v prestižním časopise Cell Metabolism.

 

"Práce ukazuje na několik jevů: schopnost rakovinných buněk získávat mitochondriální DNA z jiných buněk, pravděpodobně mezibuněčným transferem celých mitochondrií, a to v kontextu nádorového mikroprostředí. Dále ukazuje na neobyčejnou plasticitu rakovinných buněk a jejich schopnost překonávat nepříznivé podmínky. Mitochondrie jsou energetická centra buněk, ve kterých probíhá buněčné dýchání, a ztráta mitochondriální DNA vede k nemožnosti rakovinných buněk využívat na tvorbu energie oxidativní fosforylaci, což ve svém důsledku limituje jejich růstové a maligní vlastnosti", dodává prof. J. Neužil.

 

Publikace:

Tan, A. S., Baty, J. W., Dong, L., Bezawork-Geleta, A., Endaya, B., Goodwin, J., Bajzikova, M., Kovarova, J., Peterka, M., Yan, B., Pesdar, E. A., Sobol, M., Filimonenko, A., Stuart, S., Vondrusova, M., Kluckova, K., Sachaphibulkij, K., Rohlena, J., Hozak, P., Truksa, J., Eccles, D., Haupt, L. M., Griffiths, L. R., Neuzil, J. *, Berridge, M. V. Mitochondrial genome acquisition restores respiratory function and tumorigenic potential in cancer cells without mitochondrial DNA. Cell Metabolism, 21(1): 81-94, 2015. doi: 10.1016/j.cmet.2014.12.003. ISSN 1550-4131.

 

Pozn. Pracovníci z Biotechnologického ústavu jsou podtrženi.

29. 1. 2015


                                                                                                                   



 

Mitochondrie.pngLupenka.png

1. 11. 2014