CS | en

Vyhledávání

Celý intranet Aktuální oblast


Důležité odkazy

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

Úspěchy

Unikátní typ vazby enzymu bilirubin oxidáza je zásadní pro rozvoj biotechnologických aplikací

Zvýšená hladina bilirubinu - odpadního produktu metabolismu červených krvinek - v krvi může být symptomem onemocnění jater, jako jsou cirhóza a hepatitida nebo onemocnění žlučovodů.

 

V medicíně se pro stanovení množství bilirubinu používá protein bilirubin oxidáza z parazitické houby Myrothecium verrucaria, který s bilirubinem silně reaguje. Při reakci dochází k odebrání elektronů od bilirubinu a jejich transportu přes síť iontů mědi k molekule kyslíku, která je přeměněna na dvě molekuly vody. Kromě bilirubinu je tento enzym vysoce reaktivní také s jinými typy modifikovaných organických i anorganických molekul (substrátů), a to v různě kyselých prostředích. Proto se enzym těší pozornosti jak v oblasti textilního průmyslu (při odbarvování textilu a ekologické degradaci textilního odpadu) či v dřevozpracujícím průmyslu (při rozkladu dřevní buničiny). V poslední době je středem zájmu především v nanotechnologiích, konkrétně ve výzkumu a konstrukci biopalivových článků a biosenzorů, kde má díky schopnosti efektivního přenosu elektronů uplatnění jako biokatalyzátor. Nicméně, bilirubin oxidáza není zajímavá pouze z pohledu aplikace, ale také z pohledu vlastní stavby a složení. V nedávné době u ní byl objeven zcela nový druh chemické vazby, velmi nezvyklý pro proteiny. Jde o vazbu mezi uhlíkem postranního řetězce aminokyseliny tryptofan a dusíkem aminokyseliny histidin. Jedná se o jedinečný výskyt takovéto vazby právě u bilirubin oxidázy.


Přestože se studiem bilirubin oxidázy zabývají různé laboratoře po celém světě, nebylo dosud objasněno, která část její struktury se podílí na interakci substrátů, přenosu elektronů od substrátu k iontům mědi a jaká je přesně funkce nově objevené vazby. Laboratoř struktury a funkce biomolekul Biotechnologického ústavu Akademie věd České Republiky pod vedením Ing. Jana Dohnálka, PhD. se zaměřila na zodpovězení těchto otázek. Rozsáhlý vědecký výzkum vedl k odhalení místa navázání substrátů, které se nachází v blízkosti nově objevené vazby. Ukazuje se, že tato vazba hraje roli při interakci se substrátem, ale chová se selektivně vůči různým typům látek, a to v závislosti na kyselosti prostředí. Bylo prokázáno, že odstranění vazby vede k deaktivaci proteinu vůči určitým typům látek. Díky identifikaci místa navázání substrátu byla odhalena i možná cesta transportu elektronů od substrátu k iontům mědi.

 

Tato zjištění a především výsledky spojené s odstraněním unikátní vazby mají zásadní význam, zejména pro vývoj nových nanomateriálů.

 

Více je možné se dozvědět na této stránce:

https://www.nature.com/articles/s41598-019-50105-3

 

BilOX-wt-overall-structurepathway3.png

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.10.2019

                                                                                                           

Proteiny mimikující epitopy široce neutralizujících protilátek jako nadějná cesta k vývoji účinné vakcíny proti infekci virem HIV a onemocnění AIDS

AIDS je jedním z nejvíce devastujících onemocnění, které má na svědomí smrt více než 35 milionů lidí po celém světě.

 

Původcem onemocnění je virus HIV (human imunonodeficiency virus), zejména jeho varianta HIV-1. I přes značné úsilí předních vědeckých týmů se stále nedaří vyvinout účinnou preventivní vakcínu, která by potlačila schopnost viru napadnout lidskou imunitní buňku, potlačila pomnožení viru v organismu infikovaného jedince a postupný rozvoj těžké poruchy imunitního systému vedoucí k smrti pacienta v důsledku infekčních či nádorových komplikací.


Důvodů, proč je tak obtížné neutralizovat HIV-1 virové částice, je více. Virus má mohutný cukerný (glykanový) štít na povrchu obalového glykoproteinu Env, který brání neutralizujícím protilátkám v přístupu ke klíčovým vazebným doménám nutným k rozpoznání a pevnému ukotvení viru k lidské hostitelské imunitní buňce - T-lymfocytu. Protože počet molekul Env na povrchu HIV-1 je velmi malý, nemohou protilátky na povrchu specifických buněk - B lymfocytů - využít zesilovacího efektu přemostění sousedních Env terčů a aktivace imunitní protilátkové odpovědi je tak slabá. Navíc virové částice maskují klíčové epitopy změnou struktury Env proteinu v období volného šíření v mezibuněčném prostoru a po prvním kontaktu s cílovou buňkou (T-lymfocytem). Největší překážku však představuje obrovská variabilita vytvořených virových částic a zejména obalového proteinu Env, která je výsledkem extrémně vysoké frekvence mutací genu Env při zachování jeho funkce při zahájení infekce buňky. HIV-1 virové částice tak účinně unikají z imunitního dozoru hostitele.


Zásadním posunem v naději na vytvoření účinné vakcíny byla identifikace malého počtu ochranných monoklonálních protilátek, které byly získány z B-buněk jedinců infikovaných HIV-1 virem, u kterých se nerozvinulo onemocnění AIDS. Tyto protilátky produkované ve vysokých titrech v sérech těchto jedinců, tzv. „elite neutralizers“, účinně blokují vazbu viru na povrch lidské T-buňky. Molekulární klonování těchto protilátek umožnilo detailně zjistit jejich neutralizační účinnost vůči širokému spektru testovaných variant HIV-1 virů a rozpoznat místo jejich zásahu. Některé z těchto široce neutralizujících protilátek tlumí až 90% virových variant.


Účinná vakcína proti infekci a šíření viru HIV-1 proto musí vyvolat takové ochranné široce neutralizující protilátky. Klíčovou komplikací je nízká účinnost všech dosud testovaných vakcín při indukci široce neutralizačních protilátek u experimentálně imunizovaných lidí. Příčin je několik, a to zejména glykanový štít bránící rozlišení některých domén Env proteinu klíčových k vazbě na T lymfocyty, nízká schopnost jiných, zejména glykanových domén navodit dostatečně silnou a trvalou protilátkovou imunitní odpověď, a například i poměrně vysoká autoreaktivita skupiny široce neutralizačních protilátek která ve svém důsledku znamená absenci prekurzorů B lymfocytů, z nichž se takové protilátky budou produkovat.


Nyní se zdá, že by vývoj účinné vakcíny proti viru HIV-1 mohl nabrat nový směr. Díky spolupráci Laboratoře inženýrství vazebných proteinů s týmem prof. Milana Rašky z LF Univerzity Palackého v Olomouci a s týmem z Výzkumného ústavu veterinárního lékařství v Brně se podařilo identifikovat malé vazebné proteiny, které mimikují epitop široce neutralizující protilátky VRC01 a mohly by překonat dlouholeté potíže s nízkou efektivitou současně testovaných vakcín spojenou s nízkou produkcí dostatečně širokého portfolia ochranných neutralizačních protilátek u imunizovaných lidí. Navržená radikální koncepce spočívá v imunizaci proteinem, který se váže na velmi efektivní široce neutralizující protilátku VRC01, a je jakousi kopií původního epitopu na obalovém Env glykoproteinu. Identifikované proteiny byly vyselektovány z vysoce komplexní sbírky proteinových variant a dají se snadno produkovat v bakteriálních kulturách.


Vhodnou kombinací jednotlivých proteinových variant během imunizace vyvolají tyto tzv. VRA proteiny produkci protilátek, které rozpoznávají epitopy gp120 podjednotky obalového glykoproteinu Env. V pilotní studii séra imunizovaných myší neutralizovaly 8 z 12 testovaných HIV-1 pseudovirů. Je předpoklad, že další molekulární úpravou VRA proteinů, optimalizací imunizačních schémat a použitím účinnějšího adjuvans bude možné produkci neutralizujících protilátek ještě zvýšit. Výsledky této přelomové studie byly publikovány ve špičkovém časopise pro biomedicínský translační výzkum EBioMedicine vydávaný časopisem The Lancet.

 

Více je možné se dozvědět na této stránce:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352396419304505


Význam nově navržené koncepce pro vývoj HIV-1 vakcíny je podrobně okomentován zde:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352396419304827


Proteiny řady VRA jsou předmětem patentové přihlášky – viz
http://www.ibt.cas.cz/vyzkum/laboratore/laborator-inzenyrstvi-vazebnych-proteinu/index.html
.HIV-1.png

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                               

Deregulovaná exprese HIF-1α může přispět k srdeční dysfunkci

Sympatický nervový systém hraje rozhodující úlohu při stimulaci srdeční frekvence a kontraktility srdce, čímž zajišťuje dostatečné zásobení tkání kyslíkem. Dysfunkce sympatiku přispívá k srdečním patologiím, jako je náhlá srdeční smrt ...

 

... a srdeční selhání. Čeští vědci ve spolupráci s Johns Hopkins University School of Medicine jako první ukázali roli hypoxií-indukovaného faktoru 1a (HIF-1α ), při vývoji neuronů sympatických ganglií a srdeční sympatické inervace. Zjistili, že podmíněná delece HIF-1α (Hif1aCKO) vede ke zvýšení buněčné smrti a snížení proliferace neuronových progenitorů sympatického systému. Tato zjištění ukazují, že deregulovaná exprese HIF-1α může přispět k srdeční dysfunkci a rozvoji onemocnění spojených s poruchami srdečního sympatického systému tím, že HIF-1α ovlivňuje funkci a přežití sympatických neuronů.

srdce-G_.png

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Defekt vývoje srdeční sympatické inervace u Hif1aCKO mutanta je ukázán
imunobarvením tyrosin hydroxylázy (TH) v embryonálním srdci.

 

                                                                                                               

Sluch bez rozlišení zvukových frekvencí: Genetická mutace ukazující omezenou schopnost reorganizace centrální sluchové dráhy

Naše smyslové orgány vytváří primární topografické mapy smyslových vjemů, které jsou přenášeny senzorickými neurony do mozku, (např. topografická mapa sítnice oka, dotekové vjemy kůže anebo tonotopická mapa sluchových frekvencí). Při poškození periferních smyslových orgánů je centrální nervový systém schopen určité kompenzace poškození topografických map a tvárnosti nervových spojení.

 

Pochopení mechanismů formování a tvárnosti těchto map smyslových orgánů během vývoje je jeden z hlavních cílů výzkumu. Česko-americký výzkum pod vedením Gabriely Pavlínkové z Biotechnologického ústavu AV ČR, zahrnující Laboratoř molekulární patogenetiky Biotechnologického ústavu AV ČR, Oddělení neurofyziologie sluchu Ústavu experimentální medicíny AV ČR a University of Iowa, poprvé ukázal na unikátním modelu s genetickou mutací omezenou schopnost reorganizace centrální sluchové dráhy při ztrátě primární tonotopické mapy během embryonálního vývoje. Fyziologické analýzy ukázaly, že disorganizovaná primární tonotopická mapa změnila vlastnosti neuronů centrální sluchové dráhy. Změny funkce sluchové dráhy vedly k systémovým změnám chování mutantů v průběhu akustické stimulace.

 

Tyto výsledky, publikované v předním světovém neurovědeckém časopisu Journal of Neuroscience, představují první náhled, jak je limitována funkčně podmíněná plastičnost mozku během vývoje. Významnost tohoto výzkumu je umocněna faktem, že článek je speciálně komentován editorem časopisu a jedna reprezentační fotografie z článku byla vybrána na obálku časopisu.

 

Publikace:

Iva Macova, Kateryna Pysanenko, Tetyana Chumak, Martina Dvorakova, Romana Bohuslavova, Josef Syka, Bernd Fritzsch and Gabriela Pavlinkova. Neurod1 Is Essential for the Primary Tonotopic Organization and Related Auditory Information Processing in the Midbrain. Journal of Neuroscience 6 February 2019, 39 (6) 984-1004; DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2557-18.2018.

 

                                                            (Obálka časopisu Journal of Neuroscience, kliknutím na obrázek jej zvětšíte)

8.2.2019

                                                                                                                

Studie fáze I MitoTam-01 – informace pro pacienty

 

Co studie nabízí: experimentální léčbu přípravkem MitoTam, která je nemocnému podávána formou infuze do žíly. Jedná se o první podání člověku (tzv. fáze I klinického hodnocení), jehož hlavním cílem je stanovení bezpečnosti tohoto preparátu.

 

Pro koho je studie určená: pro onkologické pacienty ve vyhovujícím výkonnostním stavu s ukončenou onkologickou léčbou, tedy s vyčerpanými možnostmi standardní onkologické léčby.

 

Laboratorní testy: vyhovující jaterní a ledvinové parametry.

 

Komorbidity: pacienti bez známek srdečního selhání, selhání ledvin nebo jiných doprovodných závažných nemocí mimo základní onkologickou diagnosu.

 

Co s sebou přinést na konzultaci: souhrnnou zprávu od ošetřujícího onkologa s epikrízou onemocnění a histologickým nálezem, základní laboratorní odběry. Ke konzultaci se musí dostavit nemocný osobně.

 

Kontaktní osoba: MUDr. Zuzana Bielčiková, Ph.D., e-mail: zuzana.bielcikova@vfn.cz

 

22. 6. 2018

                                                                                                                

Mimořádně rychlá cesta protirakovinné látky z laboratoře ke klinickým testům

Každý rok jsou v České republice diagnostikovány desítky tisíc pacientů s nádorovým onemocněním. V boji s touto zákeřnou chorobou by nyní mohl pomoci Biotechnologický ústav Akademie věd České Republiky (BTÚ), kde byla objevena nová protirakovinná látka – MitoTam – s netradičním mechanismem účinku. Mitochondriálně cílený MitoTam výrazně potlačuje nádory prsu a účinkuje i proti dalším nádorovým onemocněním. Unikátnost objevu oslovila českého investora, firmu Smart Brain s.r.o., což urychlilo průběh laboratorních a preklinických testů vedoucích ke klinickému hodnocení fáze 1. Klinická studie získala povolení SÚKLu a klinické testy probíhají ve VFN Praha, pod vedením onkologa prof. L. Petruželky.

 

Zásadní pro vývoj nové protirakovinné látky byl výzkum prof. Jiřího Neužila a jeho týmu z  BTÚ, který přinesl nové biologické poznatky důležité k pochopení funkce mitochondrií jako „elektráren“ nezbytných pro činnost a život zdravých i nádorových buněk. Komplexní výzkum vedl k vytipování citlivého místa nádorových buněk a návrhu způsobu jak toto místo zasáhnout. Následovala náročná chemická práce Dr. Jana Štursy a Dr. Lukáše Wernera, kteří navrhli a syntetizovali všechny testované látky. Jedna z vytipovaných struktur – MitoTam – se ukázala jako perspektivní léčivo, které je schopné vyřadit z funkce mitochondrie a tím vyvolat programovanou smrt nádorových buněk.

V realizaci preklinických testů hrála důležitou roli Servisní technologická laboratoř BTÚ (STL-BTÚ), která je v rámci Strategie AV 21 zapojena do programu „Preklinické testování potenciálních léčiv“ a Centra preklinického testování. STL-BTÚ se zároveň podílela na syntéze látky MitoTam v  medicinální kvalitě, a přípravě dokumentace pro klinickou studii.

Pro posun látky MitoTam směrem k praktické aplikaci bylo klíčové zapojení Mgr. Karla Komárka zakladatele firmy Smart Brain s.r.o., která již 8 let podporuje zajímavé vědecké projekty v celé České Republice.  Bez jeho finanční podpory a nesmírné energie a vytrvalosti v koordinaci projektu by takto efektivní cesta z laboratoře přes patentové řízení až do klinických testů nebyla možná. V průběhu projektu, bylo zcela zásadní zapojení firmy KKCG a.s., silného finančního partnera, který látce MitoTam zaručuje slibnou perspektivu.

Díky souhře všech zúčastněných partnerů, vědců z BTÚ a zástupců firem Smart Brain s.r.o. a KKCG a.s., kteří se pravidelně setkávají na půdě BTÚ s ředitelkou ústavu (doc.  J. Pěknicová) a ekonomem ústavu (Ing. J. Škoda), se docílilo nebývalé rychlosti v dotažení výsledků výzkumu do praxe. I v České republice to jde!

 

Publikace:

Rohlenova, K., Sachaphibulkij, K., Stursa, J., Bezawork-Geleta, A., Blecha, J., Endaya, B., Werner, L., Cerny, J., Zobalova, R., Goodwin, J., Spacek, T., Alisadeh, E., Yan, B., Nguyen, M., Vondrusova, M., Sobol, M., Jezek, P., Hozak, P., Truksa, J., Rohlena, J., Dong, L., Neuzil, J. Selective disruption of respiratory supercomplexes as a new strategy to suppress Her2-high breast cancer. Antioxidants & Redox Signaling, 26(2): 84-103, 2017. doi: 10.1089/ars.2016.6677. ISSN 1557-7716.

 

mitochondrie.png

Průnik MitoTamu do mitochondrií rakovinných buněk (zelená barva)

 

 

21. 5. 2018

                                                                                                                

Pozor na cukrovku, ovlivňuje rozmnožování savců. Včetně člověka!

Vědci z výzkumného centra BIOCEV ve Vestci u Prahy se pokusili odpovědět na otázku, jaký je vztah mezi neplodností a cukrovkou. A jak tato nemoc ovlivňuje reprodukci i v následujících generacích.

 

Obě onemocnění patří mezi tzv. civilizační choroby. Z globálního pohledu trpí diabetem 370 milionů lidí a jejich počet narůstá. V tisku se mluví o epidemii třetího tisíciletí. Problémy s otěhotněním má přes 15 % evropských párů v reprodukčním věku. Mužský faktor se na neplodnosti podílí ve více než 60 %. Neplodnost u mužů je způsobena celou řadou faktorů – genetické a životní prostředí, cévní onemocnění, ale také metabolické choroby. Mezi ně patří i cukrovka neboli diabetes mellitus.

„Z dlouhodobých studií víme, že faktory životního prostředí mohou mít negativní vliv na reprodukční parametry u myších samců. Zajímalo nás, zda může mít podobný efekt i prostředí cukrovky,“ říká Jana Pěknicová z Laboratoře reprodukční biologie v Biotechnologickém ústavu AV ČR. „Ve spolupráci s Gabrielou Pavlínkovou (Laboratoř molekulární patogenetiky), která se dlouhodobě zabývá výzkumem vlivu cukrovky na embryo, jsme začali testovat vliv diabetu na reprodukci na myším modelu,“ dodává Jana Pěknicová.

Kolektiv autorů z obou laboratoří zjistil, že diabetické prostředí mělo negativní vliv na řadu reprodukčních parametrů u myší. Především na histologický obraz varlat se změnou struktury kanálků i tvorby spermií, a na koncentraci a kvalitu spermií. Tyto změny byly též způsobeny změnou exprese vybraných genů, které za tvorbu kvalitních spermií odpovídají.

Vědce však nejvíce překvapilo, že diabetes u samců vykazuje specifické změny, které probíhaly v samčích reprodukčních orgánech a spermiích i v následujících generacích. Tento mezigenerační přenos ukazuje na epigenetické změny v reprodukčních orgánech a spermiích. „Naše výsledky tedy upozorňují na to, že zlepšovat metabolické zdraví v reprodukčním věku je třeba nejen u žen, ale i u potenciálních otců, aby se snížila náchylnost k cukrovce a neplodnosti i v následujících generacích. V dalším stadiu našeho výzkumu se již zaměříme na mužské spermie pacientů s cukrovkou, respektive jejich kvalitu pro úspěšnou reprodukci,“ doplňuje Jana Pěknicová.

 

Více informací v publikaci: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5504044/pdf/41598_2017_Article_5286.pdf

 

Publikace:

 

 

15. 12. 2017

                                                                                                                 

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