Biologické modely
Vědecko-výzkumná činnost oddělení Biologických modelů je vymezena především původní potřebou jednotlivých oddělení ústavu propojit aktuální požadavky medicíny formulovanými lékaři se znalostmi odborníků z řad chemiků, kteří by byli následně schopni připravit makromolekulární látky ušité na míru žádanému účelu. Vědecká činnost oddělení tak propojuje základní výzkum s klinickou praxí (translační výzkum) za využití širokého spektra biologických metod specificky uzpůsobených polymerním systémům vyvinutých na ÚMCH. Jednotlivé oblasti výzkumu se odvíjejí od těsné spolupráce s ostatními odděleními a navazují na jimi studované oblasti. V rámci nich jsou projekty, které mají největší potenciál pro využití v klinické praxi, dále podrobněji rozpracovány a vytvářejí hlavní oblasti výzkumu oddělení Biologických modelů. Mezi tyto projekty patří:
Polymerní systémy pro imunoonkoterapii
Spolupráce je zaměřena na molekulárně-biologické testování a výzkum nově připravených ve vodě rozpustných polymerních systémů s navázanými specifickými ligandy, které jsou schopné efektivně vázat a tím deaktivovat molekuly tvořené nádorem v jeho mikroprostředí. Tyto nádorové molekuly vyvolávají smrt T lymfocytů, které se podílejí ve zdravém organizmu na protinádorové imunitě, a oslabují tak přirozené obranné protinádorové mechanizmy. Zablokování aktivity s nádorem asociovaných molekul pomocí polymerních imunoterapeutik kombinovaných s vhodným kancerostatikem by tak mělo umožnit regeneraci fyziologické protinádorové imunity organizmu a zároveň specifické zneškodnění nádorových buněk pomocí polymerního kancerostatika dopraveného a uvolněného, tedy aktivovaného, specifickým stimulem nádoru.
|
|
Biomateriály pro léčbu bakteriálních infekcí
Bakteriální infekce jsou navzdory pokrokům v medicíně a dostupnosti antibiotické léčby stále celosvětovým problémem. Konvenční léčba infekcí je totiž často komplikována bakteriální rezistencí, tolerancí a jedinečnému „životnímu“ stylu jako je například tvorba biofilmů nebo tzv. vnitrobuněčné infekce (např. tuberkulóza). Oddělení Biologických modelů proto studuje systémy s potenciálem pro zlepšení terapie zmiňovaných onemocnění, jako jsou například antibakteriální povrchy nebo polymerní nanočástice pro dopravu konvenčních antibiotik do infikovaných buněk. Ukazuje se, že polymerní nanočástice připravené na ÚMCH výrazně zvyšují účinnost léčby, a to jak zlepšením farmakokinetiky, tak biodostupnosti použitých antibiotik. V laboratořích našeho oddělení komplexně studujeme interakce těchto systémů s eukaryotními i bakteriálními buňkami. Spolupráce s externími pracovišti nám navíc umožňuje práci s vysoce relevantními modely infekcí in vivo.
|
|
Polymerní systémy pro léčbu zánětu
Cílem spolupráce je molekulárně-biologický výzkum nově vyvinutých polymerních systémů použitelných pro léčbu akutního a chronického zánětu in vitro a in vivo. Efektivní léčba, zejména chronického zánětu, je i přes výrazné pokroky medicíny v současné době velmi omezená. Díky zvýšené prostupnosti cév vlivem zánětlivých mechasnimů se polymerní nosiče jeví jako vhodní kandidáti pro cílený transport antiflogistik do zánětlivých oblastí. Polymerní nosiče umožňují nejen kumulaci a tím i dosažení vysokých koncentrací léčivých molekul v místě zánětu, ale zároveň výrazně limitují nežádoucí působení těchto látek na jiných místech v organizmu.
Polymerní systémy pro zobrazovací metody
Cílem spolupráce je vývoj a vědecké ověření funkčnosti a účinnosti fluorescenčně značených polymerních sond směrovaných pomocí specifických ligandů k neovaskulatuře nádoru nebo přímo k samotným nádorovým buňkám. Takto označené nádory mohou být efektivněji odstraněny například pomocí fluorescenčně naváděné endoskopické chirurgie.
|
|
Polymerní systémy pro radioterapii
Spolupráce je zaměřena na výzkum samouspořádaných polymerních systémů citlivých na vnější podněty, které synergicky kombinují β radioaktivitu s imunomodulačním působením a jsou tak uzpůsobeny pro efektivní ničení nádorů. Vzhledem k fyzikálnímu charakteru β záření, které dosahuje pouze krátké vzdálenosti, je tento systém schopen účinně odstranit i jedinou nádorovou buňku a má tak potenciál i pro léčbu mikrometastáz.
Polymerní systémy pro tkáňové inženýrství
Spolupráce je zaměřena na biologické testování kompatibility a výzkum vhodnosti nově syntetizovaných biomimetických materiálů s přesnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi pro využití v tkáňovém inženýrství. Vhodně upravené polymerní materiály mimikující funkci proteinů mezibuněčné hmoty (kolagen, fibronektin) nebo hydratačních polysacharidů (kyselina hyaluronová) jsou navrhovány jako podpůrné prostředí pro další růst a diferenciaci na nich pěstovaných mezenchymálních kmenových buněk. Zavedení specifických biomimetických ligandů do polymerní matrice zde umožňuje interakci povrchu materiálu s transmembránovými proteiny buněk, v jehož důsledku dochází k podpoře buněčné adheze, specifické diferenciace a zároveň vhodnému zaintegrování biomimetické náhrady do přirozeného prostředí organizmu.