Výzkumná skupina molekulární a buněčné toxikologie
Hlavním tématem Výzkumné skupiny molekulární a buněčné toxikologie, pod vedením prof. PharmDr. Tomáše Šimůnka, Ph.D. je kardiotoxicita léčiv a možnosti farmakologické kardioprotekce. Ve spolupráci s dalšími pracovišti v ČR i v zahraničí přispěla tato skupina k popsání role oxidačního stresu u některých kardiovaskulárních onemocnění a identifikaci aroylhydrazonových (pro)chelátorů železa jako účinných potenciálních kardioprotektiv. V rámci studia kardiotoxicity antracyklinových cytostatik je nyní kladen důraz na roli topoisomerasy IIβ. Jsme zapojeni do multidisciplinárního projektu zaměřeného na výzkum a vývoj nových kardioprotektiv – analogů dexrazoxanu (ICRF-187). V laboratoři jsou zavedeny postupy izolace primárních kultur izolovaných potkaních kardiomyocytů a různých linií nádorových (solidních i leukemických) a nenádorových buněk. K dispozici jsou in vitro modely pro studium molekulárních mechanizmů kardiotoxicity cytostatik (antracyklinů i novějších tzv. „cílených“ léčiv) a dalších toxicky působících xenobiotik. Kromě kardiotoxicity a kardioprotekce je studován účinek látek (a jejich kombinací) na proliferaci nádorových buněk, kde se zabýváme studiem biologických vlastností nových (aza)ftalocyaninových fotosenzitizérů s potenciálem využití při fotodynamické terapii nádorů. Kromě běžných cytotoxicitních/proliferačních experimentů je pro analýzu působení studovaných látek nebo jejich kombinací na cílové buňky využívána konfokální mikroskopie (včetně sledování živých buněk v reálném čase) a/nebo průtoková cytometrie. Analyzována je role poškození mitochondrií, tvorba reaktivních forem kyslíku, indukce apoptózy a autofagie, stejně jako vliv látek na buněčný cyklus.
Výzkumná skupina Kardiovaskulární a respirační farmakologie a toxikologie
Skupina kardiovaskulární a respirační farmakologie a toxikologie se zaměřuje na výzkum fyziologických, patologických, farmakologických a toxikologických aspektů kardiorespiračního systému. K hlavním tématům v současné době patří:
- sledování biologického účinku fenolických látek přírodního i syntetického původu ve formě parentních látek i jejich metabolitů (flavonoidy včetně flavonolignanů a isoflavonoidů, kumariny, fenolické kyseliny)
- studium nových protidestičkových léčiv
- sledování vlivu látek na hladký cévní sval in vitro
- monitorování účinku látek na kardiovaskulární systém in vivo (arteriální krevní tlak, srdeční funkce)
- screening nových chelátorů železa, mědi a zinku
- stanovení základních farmakokinetických parametrů
- studium nových bronchodilatancií in vitro a in vivo
- studium stresem navozené senescence v srdci
Pracovní skupina biologických a lékařských věd
Pracovní skupina biologických a lékařských věd vedená prof. PharmDr. Petrem Nachtigalem, Ph.D. je tvořena 3 podskupinami, které se zabývají patologií a farmakologií kardiovaskulárního systému, klinickou fyziologií výživy a metabolismu, a mikrobiologií a imunologií.
Podskupina patologie a farmakologie kardiovaskulárního systému se věnuje úloze tkáňového a solubilního endoglinu ve vztahu k endotelové dysfunkci, aterogenezi a v poslední době nealkoholické jaterní steatohepatitidě. Tato skupina v minulosti přispěla k objasnění úlohy tkáňového a solubilního endoglinu v patogenezi aterosklerózy a endotelové dysfunkce (Nachtigal et al., 2012, Rathouská et al., 2015). Při řešení projektu jsou používány geneticky modifikované myší modely aterosklerózy a model s vysokými hladinami solubilního endoglinu nebo experimentální modely aterosklerózy a endotelové dysfunkce. U těchto myší jsou hodnoceny hladiny lipidů, markery endotelové dysfunkce v cévní plazmě (ELISA) a provádí se funkční analýza cév pomocí myografu, hodnotí se exprese proteinů v cévní stěně pomocí imunohistochemických metod a Western blot analýzy zejména s ohledem na sledování rozvoje endotelové dysfunkce a aterogeneze ve vztahu k endoglinu a podávání vybraných léčiv. V současné době se kromě in vivo analýz dále rozvíjí problematika in vitro studií na endotelových buňkách za využití dalších metodických přístupů jako je PCR a průtoková cytometrie kde je hlavním cílem sledování endoglinu ve vztahu k endotelové dysfunkci. Celá problematika endoglinu je řešena ve spolupráci se zahraničními partnery od roku 2013, která již vyústila ve 6 publikovaných prácí s IF. Konkrétně se jedná o spolupráci s pracovními skupinami prof. Bernabeua (Center for Biological Research, Spanish National Research Council (CSIC), and Biomedical Research Networking Center on Rare Diseases (CIBERER, Madrid, Spain), Dr. Miguel Pericacho (Renal and Cardiovascular Physiopathology Unit, Department of Physiology and Pharmacology, University of Salamanca, Salamanca, Spain) a prof. Chlopického (Jagiellonian Centre for Experimental Therapeutics (JCET) Krakow, Poland).
Podskupina klinické fyziologie výživy a metabolismu se zabývá ve spolupráci s Porodnickou a gynekologickou klinikou studiem energetického výdeje, bioimpedanční spektrometrickou analýzou tělesné kompozice a nutricí u žen v období gravidity, porodu a laktace, navazující na předchozí klinickou studii NutrGrav, která přinesla celosvětově první rovnici k predikci klidového energetického výdeje v průběhu celého těhotenství (Hronek et al, 2009), dále prokázala tukuprostou tkáň jako prediktor klidového energetického výdeje v graviditě (Hronek et al, 2011), stanovila příjem jednotlivých nutrientů v době gravidity (Hronek et al, 2013). Nyní probíhá navazující klinická longitudinální studie NutrGravLact, která sledované parametry hodnotí v obdobích gravidity a následně v laktaci ve vztahu k tvorbě mateřského mléka, což je průběžně publikované v impaktovaných časopisech. Druhá klinická studie ve spolupráci s Chirurgickou klinikou – JIP je zaměřena na studium nutriční podpory vzhledem k energetickým požadavkům a utilizaci nutričních substrátů u polytraumatizovaných pacientů, která objasnila specifika oxidace nutričních substrátů, jejichž aplikace přispívá ke snížení morbidity a mortality. Třetí klinická studie probíhá ve spolupráci s Centrem pro výzkum a vývoj e ve FN v HK, kde se vyvíjí nová metodika a přístroj k měření svalové dynamometrie.
Podskupina mikrobiologie a imunologie se zabývá studiem antimikrobní aktivity nově syntetizovaných látek (spolupráce s chemickými katedrami) či připravených derivátů sloučenin přírodního původu (spolupráce s katedrou Farmakognozie). Základní screening zahrnuje stanovení antibakteriální, antimykobakteriální a antifungální účinnosti těchto sloučenin. V případě zajímavé aktivity jsou k dispozici pokročilé metody umožňující náhled na další vlastnosti zkoumaných látek. Příkladem je stanovení aktivity vůči biofilm formujícím mikroorganismům, stanovení mechanismu účinku na makromolekulární úrovni či in vivo studie na bezobratlém modelu Galleria mellonella. Dalším zaměřením je studium výše zmíněných biofilmů z pohledu jejich formace, kvantifikace a případných možností eradikace. Biofilmy jsou totiž dnes jedním z hlavních problémů doprovázejících antimikrobiální rezistenci. (Konecna et al., 2021, Diepoltova et al., 2021). V neposlední řadě se tato podskupina zabývá studiem infekcí způsobených kvasinkami rodu Candida se zaměřením na vulvovaginální kandidózy. Nedílnou součástí této studie je sledování vztahu hostitel-patogen s ohledem na virulenční potenciál těchto mikroorganismů (Konecna et al., 2019). Celá skupina úzce spolupracuje s Ústavem klinické mikrobiologie FN HK.