Výzkum

Výzkum je orientován na dosud neobjasněné aspekty vzácných genetických onemocnění v rámci jednotlivých onemocnění i v širších biochemických a molekulárně biologických souvislostech. Studium vybraných onemocnění je založeno na využívání nových analýz, metod a technologií. Centrum pro studium vzácných geneticky podmíněných onemocnění je tvořeno čtyřmi hlavními výzkumnými skupinami. Jednotlivé řešitele včetně jejich publikací najdete zde.

  • Určení kauzálních genů vzácných genetických onemocnění

    • Mitochondriální onemocnění

      (Tesařová M, Veselá, Vrbacká-Čížková, Stibůrek, Stránecký, Hartmannová, Nosková, Tesařová J, Vondráčková, Kratochvílová, Zeman, Kmoch)

      Výzkumná skupina zabývající se patogenezí mitochondriálních onemocnění je orientována zejména na poruchy oxidativní fosforylace (OXPHOS). Okolo 60% pacientů s mitochondriální poruchou dosud nemá objasněnou molekulárně genetickou příčinu a biochemické důsledky onemocnění.

      Projekt je zaměřen na identifikaci genetických příčin mitochondriálních onemocnění, jejich etiopatogenezi a biogenezi celého mitochondriálního energetického metabolismu. K tomu jsou využívány metody celogenomového skríningu, vazebných analýz, homozygotního mapování, sekvenování a genové exprese.

    • Dědičně podmíněná onemocnění ledvin

      (Vyleťal, Hodaňová, Živná, Barešová, Hůlková, Stránecký, Kmoch)

      Výzkum spočívá v molekulárně biologické charakterizaci genetických onemocnění ledvin. Vychází ze systematického vyhledávání vzácných genetických variant s familiárním výskytem i sporadického výskytu a jejich zkoumání.

      Využívá technologií pozičního klonování a genomového sekvenování a následné molekulárně biologické charakterizaci klíčových genetických variant a konfrontaci s jejich klinickými fenotypy.

    • Dědičně podmíněná onemocnění oka

      (Lišková, Hůlková, nosková, Hartmannová, Stránecký, Kmoch)

      Zkoumání genetických a molekulární biologických příčin vedoucích k dědičnému onemocnění oka probíhá prostřednictvím systematického zjišťování sekvenčních variant v rodinách i v případě ojedinělých výskytů a jejich následné charakterizaci.

      Klinicky dobře charakterizovaný soubor pacientů je vyšetřován pomocí aktuálně dostupných DNA technologií a tkáňových analýz.

    • Ostatní dědičně podmíněná onemocnění

      (Nosková, Hartmannová, Stránecký, Barešová, Hůlková, Kmoch)

      Určení kauzálních genů a vysvětlení molekulární biologických a patofyziologických procesů vzácných onemocnění je klíčovou úlohou výzkumu této skupiny.

      Výzkum probíhá prostřednictvím charakterizace a korelace genomových změn na biochemické, molekulárně biologické či buněčné a tkáňové úrovni u pacientů s dědičnými poruchami metabolismu, metabolickou kardiomyopatií Gapo syndromem a dalšími.

      Vzorky DNA, tělních tekutin a tkání jsou analyzovány pomocí genomických, bioinformatických, molekulárně biologických a mikroskopických metod.

  • Cílené studium klinických, biochemických, patofyziologických a dalších aspektů geneticky definovaných vzácných onemocnění

    • Studium mitochondriální fyziologie a patofyziologie

      (Hůlková, Magner, Tesařová, Stibůrek, Spáčilová, Tesařová J, Kratochvílová, Zeman)

      Výzkum je orientován na biogenezi a homeostázu mitochondriálního energetického metabolismu v průběhu patologických a fyziologických stavů organismu a v průběhu prenatálního vývoje. U tkání s deficitem OXPHOS jsou zkoumány posttranslační modifikace mitochondriálních proteinů. K vlastnímu výzkumu jsou použity jak lidské tkáně, tak model Rattus norvegicus a je zaměřen na replikaci a expresi mitochondriální DNA, na častnou postnatální adaptaci a na maturaci mitochondrie jako organely.

    • Studium lysozomálních onemocnění

      (Hřebíček, Hůlková, Dobrovolný, Kuchař, Kmoch)

      Výzkum je zacílen na dosud neléčitelná lysozomální onemocnění Niemann-Pickovy choroby typu C (NPC) a mukopolysacharidosy typu III C (MPS III C). Předmětem řešení je charakterizace molekulární patofyziologie mutací v genu NPC1 a jejich korelace s fenotypem pacientů. Pro charakterizaci mukopolysacharidosy je použit knock-out model.

    • Poruchy metabolismu hemu

      (Douděrová, Mikula, Kučerová, Farrag, Martásek)

      Předmětem výzkumu skupiny zaměřené na metabolismus hemu je identifikace modulačních genů spojených s nízkou penetrací a variabilním klinickým fenotypem akutních jaterních porfyrií. Ke zkoumání vlivu mutací na strukturu proteinu budou použity variabilní expresní systémy a metody strukturní biologie včetně krystalizace a určení struktury modifikovaného proteinu.

    • Purinosom a poruchy syntézy purinů de novo

      (Zikánová, Barešová, Kmoch)

      Výzkum formování purinosomu probíhá na modelech tkáňových kultur pacientů s genetickým deficitem adenylosukcinátlyázy (ADSL) a AICA-ribosidurie. Cyklohydrolázy a na modelech tkáňových kultur se získanými či indukovanými defekty jednotlivých proteinů purinosomové biologie. Ke studiu jsou používány metody analýz intermediálních metabolitů.

    • Metabolismus sirných aminokyselin

      (Hnízda, Vozdek, Kožich)

      Struktura a funkce vybraných genů a proteinů je studována s využitím modelových systémů Mus musculus, Rattus norvegicus a C. elegans a tkáňových kultur. Fyziologické procesy a patogenetické mechanismy jsou zkoumány též u pacientů s poruchami metabolismu sirných aminokyselin a vitaminů. Úloha sirovodíku v buněčné signalizaci, proteinové konformaci a degradaci defektních variant je studována pomocí farmakologického ovlivnění špatně sbalených proteinů. Výzkum je orientován rovněž na sestřih a miRNA u vybrané skupiny nemocí.

    • Vybraná neurovývojová onemocnění

      (Záhoráková, Šlachtová, Lelková, Králík, Martásek)

      Výzkum neurovývojových onemocnění se podrobně zabývá transkripčním regulátorem methyl-CpG vazebným proteinem 2 (MECP2) a jeho mutacemi. Detailní klinický popis fenotypu je korelován s výsledky molekulárně genetických analýz DNA pacientů s Rettovým syndromem v genech MECP2 a CDKL5.

  • Biosenzory a buněčná analýza pomocí Ramanovské spektroskopie

    • (Kalbačová, Kmoch)

      Výzkumná skupina se zabývá zaváděním nových diagnostických metod na bázi biosenzorů, detekujících fyziologický či patologický stav buněk. Jsou testovány různorodé materiály na bázi uhlíku a jejich interakce s variabilními typy buněk. K tomu jsou používány buněné linie (osteosarkom, fibroblast) a kmenové buňky.

  • Chaperony – ovlivnění konformačních změn proteinů a vývoj nových bioprób

    • (Kejík, Bríza, Mikula, Martásek)

      Výzkum v oblasti chaperonů se zabývá dosažením optimální konformace cílového proteinu in vivo a in vitro. Dále je orientován na dosažení orgánové specifity chemických chaperonů v kombinaci s transportním systémem. Skupina se dále zabývá výzkumem mitochondriálních prob jako diagnostických prostředků patologických stavů buňky.