Oddělení biologických modelů

Výzkum Pracovníci Přístrojové vybavení Publikace

Biologické laboratoře založené v rámci Centra Bio-medicinálních polymerů daly základ vzniku Oddělení Biologických modelů ÚMCH AVČR v.v.i. Vznik biologických laboratoří byl výsledkem dlouhodobé potřeby efektivně propojit přípravu polymerních materiálů využitelných v biologickém výzkumu, především medicíně, s bezprostředním ověřením vlivu těchto materiálů na chování buněčných systémů.

Oddělení tvoří čtyři laboratoře se zavedenými molekulárně biologickými metodami a přístrojově vybaveny pro sledování genové exprese a její regulace, dále strukturních a funkčních vztahů mezi informačními molekulami (nukleovými kyselinami, proteiny) a polymerními biomateriály. Laboratoře jsou vybaveny pro kultivaci tkáňových kultur, stanovení viability buněk, studium širokého spektra charakteristik buněčných linií (primárních, transformovaných a imortalizovaných) při aplikaci biomateriálů a studium buněčné signalizace či buněčné smrti s využitím průtokové cytometrie, fluorescenční a konfokální mikroskopie. Nedílnou součástí je rovněž sledování antimikrobiálního vlivu makromolekul s využitím bakteriálních a kvasinkových kultur a možnost produkce a izolace rekombinantních proteinů.

Jedním z hlavních cílů naší práce je dynamicky reagovat na požadavky a potřeby vznikající při vývoji makromolekulárních látek tak, aby výsledky z prvních biologických testů těchto materiálů, mohly přispět k jejich modifikaci, selekci a nasměrovat ke zlepšení jejich vlastností.  Dále pak zavádět nové metodické přístupy, vhodné pro charakterizaci vzájemné interakce polymerních materiálů a buněk.  Opíráme se o úzkou mezioborovou spolupráci jak odborníků stojících u zrodu těchto materiálu, tak  např. lékařů a farmaceutů, kteří  realizují výsledné aplikace.

Výzkum

 Hlavními tématy výzkumné činnosti jsou především:

  1. Účinek polymerních nosičů léčiv, diagnostických látek, teranostik na chování buněk
  • Zaměřujeme se na studium interakce konjugátů polymerních nosičů nejčastěji na bázi N-(2-hydroxypropyl)methakrylamidu (HPMA) nesoucích biologicky aktivní látky, zejména protinádorová léčiva, s buňkami in vitro. Cílem je sledování jejich chování (především cytotoxicita, vstup do buněk a vnitrobuněčná distribuce)  v závislosti na struktuře polymerního nosiče, obsahu a způsobu vazby diagnostické či terapeutické látky,  použití směrujících molekul (peptid, protilátka), apod. Součástí této problematiky je také studium polymerních vakcín pro genovou terapii.
  1. Chování buněk při interakci s magnetickými nanočásticemi, nanokrystaly
  • Zaměřujeme se na studium interakce s buňkami, vstupu nanočástic/nanokrystalů do buněk a jejich další využití např. v diagnostice pro značení buněk.
  1. Studium modifikovaných povrchů stimulujících osteogenní diferenciaci buněk určených pro reparaci tkání
  • Zaměřujeme se na sledování růstových vlastností a diferenciace buněk rostoucích na modifikovaných površích na bázi polyethylen oxidu (PEO)/PLA určených pro studium materiálů vhodných pro reparaci především kostní tkáně. Pro stimulaci buněk k diferenciaci dále také studujeme vliv karbonových nanomateriálů.
  1. Nanovláknové nosiče určené pro reparaci tkání a jako depo cytostatických léčiv
  • Zaměřujeme se na sledování cytostatických a cytotoxických účinků nanovláknových nosičů na bázi chitosanu/želatiny/kyseliny polymléčné (PLA), dále pak  studium růstových vlastností a diferenciace primárních buněk např. pigmentových buněk ve výstelce sítnice pěstovaných na těchto nosičích, které jsou potenciálně využitelné pro transplantační účely.
  1. Biologické vlastnosti hydrogelových systémů vhodných pro reparaci centrální nervové soustavy (CNS) a jiných měkkých tkání
  • Studujeme růstové a diferenciační vlastnosti embryonálních kmenových a mesenchymálních buněk na těchto površích s ohledem na jejich chemicko-fyzikální vlastnosti. Cílem je optimalizace hydrogelů pro aplikace in vivo a další medicínské využití.
  1. Mikrobiální vlastnosti hemagelu
  • Zaměřujeme se na studium antimikrobiálních vlastností hemagelu a jeho modifikací pro lékařské aplikace.

BIOpolymerní POstdoktorandská Laboratoř a vzdělávácí centrum  - BIOPOL

Centrum polymerních materiálů a technologií Otty Wichterla - CPMTOW

Centrum biomedicinálních polymerů - CBMP

Centrum polymerních senzorů - CPS

Polymery pro energetiku - EnergoLab


Ústav makromolekulární chemie AV ČR v.v.i.

Heyrovského nám. 2
162 06 Praha 6
tel:+420 296 809 111
fax:+420 296 809 410

Strategie 21