Domů Publikace
1) Virologie
V oblasti virologie zabývající se studiem struktury a biologie virů a příčin jimi způsobených onemocnění, se zaměřujeme zejména na retroviry a v poslední době v rámci spolupráce i na flaviviry. V obou případech se jedná o obalené RNA viry. Cílem našeho výzkumu je objasnění vybraných kroků životního cyklu virů se zaměřením zejména na pozdní fázi virové infekce. Pochopení molekulární podstaty těchto kroků otevírá možnosti vývoje nových typů léčiv. S použitím molekulárně biologických metod studujeme strukturu virových proteinů, funkční význam jejich strukturních domén, jejich vzájemné interakce, interakce s RNA a membránami a transport virových proteinů a celých částic v infikované buňce. Dále se zabýváme strukturou a mechanismem tvorby zralých a nezralých retrovirových částic.
2) Medicinální chemie: teranostika a multimodální terapie
Přírodní látky jsou základem klinické terapie rakoviny i dalších onemocnění. Jejich terapeutické účinky lze měnit syntetickou derivatizací s cílem odstranění vedlejších účinků, zvýšení cytotoxicity a selektivity k patologickým buňkám, změny mechanismu účinku apod. V naší skupině se zaměřujeme především na primární výzkum toxicity a mechanismu účinku nových derivátů antimitotických látek, jako je např. kolchicin a paklitaxel, inhibitorů sarko-/endoplasmatické retikulární Ca2+-ATPasy, jako je např. thapsigargin a trilobolid anebo kardioglykosidů, jako je např. digitoxin a digoxin. Většina námi zkoumaných derivátů je určena pro multimodální či kombinatoriální terapii a teranostiku nádorových onemocnění. Teranostika zahrnuje diagnostické a terapeutické vlastnosti kombinované v jedné molekule, často se tedy jedná o konjugáty přírodních látek s fluorescenčními látkami.
3) Cytokompatibilní a antimikrobiální materiály pro výzkumné i medicinální aplikace
Další problematikou řešenou naší laboratorní skupinou je studium na míru upravených polymerů a kovových materiálů pro medicinální aplikace jako náhrady měkkých a tvrdých tkání, ale i pro vědecké účely (např. kultivace a analýza tzv. „single-cell“). Cílem tohoto výzkumu je vývoj nových možností funkčního nahrazení poškozených tkání, ale i pochopení základních mechanismů interakce buněk s podložním substrátem v závislosti na jeho nano- a mikrostruktuře. Za použití metod buněčné biologie a mikrobiologie jsou zkoumány cytokompatibilita, cytotoxicita a antibakteriální vlastnosti materiálů. Metodami molekulární biologie je pak studován mechanismus buněčné adheze, interakce buněk s materiály na molekulární úrovni anebo diferenciace buněk.
4) Fotodynamická terapie a sondy pro fluorescenční zobrazovací techniky
Fotodynamická terapie je neinvazivní terapie využívající speciální molekuly, které po aktivaci světlem produkují vysoce reaktivní kyslíkové částice aplikovatelné pro eradikaci nádorů, mikroorganismů, či léčbu kožních onemocnění. Spolupracujeme na vývoji pokročilých fotoaktivních molekul a studujeme molekulární mechanismy jejich účinku a lokalizace v živých nádorových buňkách v reálném čase. Na tyto aspekty se zaměřujeme při studiu účinnosti fotoaktivních molekul zahrnujících jak anorganické materiály (např. molybdenové klastry), tak organické molekuly (např. porfyriny, ftalocyaniny, halogenované BODIPY). Kromě toho se zaměřujeme na vývoj nových fluorescenčních sond pro zobrazovací techniky, které jsou nepostradatelným nástrojem pro medicínu i molekulárně biologický výzkum. Fluorescenční sondy nám umožňují nejen zobrazit a studovat různé buněčné struktury, ale také odhalit molekulární podstatu různých onemocnění. Naším cílem je eliminovat limitace dostupných sond, jako je vysoká toxicita, nízká specifita anebo nedostatečné fotofyzikální vlastnosti. Pro evaluaci těchto sond používáme jak běžné, tak vysoce specializované fluorescenčně mikroskopické metody (SIM, PALM/STORM).
5) Biologicky aktivní látky
Rostliny jsou říší eukaryotních, převážně fotosyntetických organismů, která čítá přes 300 tisíc druhů. V průběhu evoluce si vytvořily schopnost syntézy různých sekundárních metabolitů, které sice nejsou životně důležité, ale poskytují jim selektivní výhodu a schopnost obrany v nepříznivém prostředí. A jsou to právě sekundární metabolity, disponující biologickými aktivitami, které nacházejí uplatnění v tradiční medicíně. Pomocí modulární robotické stanice testujeme velké množství vzorků – rostlinných extraktů či jejich frakcí, izolovaných sloučenin a jejich semi-syntetických derivátů aj. K testování biologických aktivit využíváme sbírku mikrobiálních kmenů a lidských buněčných linií a sadu biochemických a genetických testů. Snažíme se nalézat nové biologicky aktivní látky, objasňovat mechanismy jejich aktivit a upozorňovat na možné negativní vlivy.
Při studiu vlastností rostlinných extraktů či izolovaných sloučenin se zaměřujeme jak na zdraví prospěšné účinky, tak na případné negativní vlivy. Našim cílem je identifikace biologicky aktivních látek a charakterizace jejich benefičních účinků za současného vyloučení případných toxikologických dopadů. Zvláštní důraz je kladen na biologicky aktivní látky se schopností modulace mnohočetné lékové rezistence.
