Výzkumná skupina molekulární biologie a nanomedicíny

 

Výzkum v Laboratoři nádorové biologie a nanomedicíny je založen na multidisciplinaritě a čerpá z propojení syntetické chemie, biochemie, nanotechnologie, medicíny, molekulární a buněčné biologie či imunologie.

Výzkum je zaměřen zejména na studium pochopení podstaty rozvoje nádorových onemocnění, dále jejich agresivity a chemoresistence. Mezi hlavní oblasti zájmů patří metabolismus sarkosinu a jeho zapojení do vzniku a průběhu karcinomů prostaty. Další výzkumný směr se zaměřuje na studium rolí specifických isoforem metalothioneinů v chemoresistenci a růstu nádorových onemocnění prsu a maligních nádorů dětského věku, zejména neuroblastomů. Laboratoř se také zabývá návrhy a testováním nanometrických transportérů pro specifické cílení nádorových buněk s cílem eliminovat nežádoucí interakce s necílovými tkáněmi. Pro tyto účely jsou testovány anorganické nanomateriály na bázi ušlechtilých kovů, jako je platina či ruthenium, ale i kompatibilní biomateriály, především proteinové klece - apoferitiny. Pro účely konstrukce a testování cílících ligandů in silico jsou využívány moderní výpočetní softwary (Amber, Ascalaph designer a další).

Laboratoř disponuje adekvátním vybavením, jako například q-PCR cyklerem, zařízením pro sledování elektrické impedance buněk v reálném čase xCELLigence, hybridizační komorou, paralelní elektrochemickou microarray ElectraSense, inkubátory s řízenou atmosférou pro kultivaci tkáňových kultur, čítačem buněk s dvoukanálovým fluorescenčním detektorem, invertovaným fluorescenčním mikroskopem, vybavením pro gelovou elektroforézu (1D a 2D) a Western blotting, včetně zobrazovacího zařízení, umožňujícího tříkanálovou fluorescenční, dvoukanálovou infračervenou či chemiluminiscenční detekci.

 

  • AF MENDELU

    TEM snímek apoferitinových klecí po enkapsulaci doxorubicinu
    TEM micrograph of apoferritin cages after encapsulation of doxorubicin

  • AF MENDELU

    Komety znázorňující genotoxicitu VP-16 pro buňky neuroblastomu (SiMa)
    Comets demonstrating genotoxicity of VP-16 in neuroblastoma cells (SiMa)>

  • AF MENDELU

    Týmové foto (28.11.2017)
    Team photo (28.11.2017)

  • AF MENDELU

    Buňky karcinomu prostaty (PC-3) po expozici apoferitinu s enkapsulovaným doxorubicinem, zelená značí vysokou míru oxidačního stresu, červená - doxorubicin, modrá - jádra
    Prostate karcinoma cells (PC-3) after treatment with apoferritin with encapsulated doxorubicin, green shows a high level of oxidative stress, red – doxorubicin, blue - nuclei

  • AF MENDELU

    Interaktom genů ovlivňujících apoptózu a buněčný cyklus, červeně jsou znázorněné geny, modulované exogenní stimulací buněk karcinomu prostaty (LNCaP) sarkosinem
    Interactome network of genes involved in apoptosis and cell cycle, red nodes show genes, which are modulated by exogennous stimulation of prostate carcinoma cells (LNCaP) with sarcosine

  • AF MENDELU

    TEM snímek multilamelárního liposomu s enkapsulovanými terapeutickými protilátkami AntisarAbs
    TEM micrograph of multilamellar liposome with encapsulated therapeutical antibodies AntisarAbs

  • AF MENDELU

    Oxidační stres a morfologické změny typické pro apoptózu u buněk karcinomu prostaty (LNCaP)
    Oxidative stres and morphological features typical for apoptosis in prostate cancer cells (LNCaP)

  • AF MENDELU

    Teambuilding – XII. Dny diagnostické prediktivní a experimentální onkologie, 30.11.2016, Olomouc
    Teambuilding – XII. Diagnostic Predictive and Experimental Oncology Days, 30.11.2016, Olomouc

  • AF MENDELU

    Imunocytochemická detekce GNMT (glycin-N-methyltransferasy) v buňkách karcinomu prostaty (LNCaP) exponovaných sarkosinem
    Immunocytochemical detection of GNMT (glycine-N-methyltransferase) in prostate cancer cells (LNCaP) exposed to sarcosine

 

Laboratoře:

  • Laboratoř mikrobiologie
  • Laboratoř nanomedicíny
  • Laboratoř molekulární biologie
  • Leboratoř optické mikroskopie

Členové týmu:

  • Mgr. Zbyněk Heger, Ph.D.  - vedoucí laboratoře
  • Ing. Soňa Křížková, Ph.D.
  • Ing. et. Ing. Petr Michálek, Ph.D.
  • Miguel Angel Merlos Rodrigo, Ph.D.
  • Ing. Simona Dostálová, Ph.D.
  • MSc. Yazan Haddad, Ph.D.
  • Mgr. Zbyněk Šplíchal, Ph.D.
  • Ing. Hana Buchtelová
  • Ing. Vladislav Strmiska
  • Ing. Markéta Charousová
  • Ing. Barbora Tesařová
  • Ing. Zuzana Škubalová
  • Bc. Kateřina Krausová
  • Lucie Marková

Granty:

  • 2018-2020: GAČR, Komplexní pohled na mechanismus působení a metabolismus inhibitorů tyrosinkinas a studium přístupů k potenciaci jejich protinádorové účinnosti, GAČR 18-10251S, spoluřešitel – Z. Heger
  • 2018: Metallothionein-2 as a metabolism regulator altering chemotherapeutic efficiency, EMBO Fellowship, řešitel – M. A. Merlos Rodrigo
  • 2018: Vliv metabolismu sarkosinu na regulaci kalmodulinem-řízené intracelulární signalizace v buňkách prostaty, AF-IGA-IP-2018/003, řešitel – V. Strmiska
  • 2018: Vliv povrchově aktivních látek a polymerů na stabilitu superparamagnetických nanočástic a imobilizaci a uvolňování protinádorových léčiv, AF-IGA-IP-2018/007, řešitel – H. Buchtelová
  • 2018: Povrchové modifikace nanočástic za účelem regulace jejich interakcí s biologických prostředí, AF-IGA-IP-2018/019, řešitel – B. Tesařová
  • 2018: Pontecionální rizika spojená s používáním nanotechnologií v dermatologicko-kosmetických aplikacích, AF-IGA-IP-2018/016, řešitel – Z. Škubalová
  • 2017-2018: Studium dopravy cytostatických léčiv modifikovanými apoferitinovými klecemi, Liga proti rakovině Praha, řešitel – S. Dostálová
  • 2017: Testování toxicity nanočástic ušlechtilých kovů s možností využití v protinádorové léčbě, IGA IP, řešitel – H. Buchtelová
  • 2016-2017 - Enzymy metabolismu sarkosinu a jejich vliv na proliferaci a agresivitu maligních a benigních prostatických buněk, Liga proti rakovině Praha, řešitel – Z. Heger
  • 2015-2016 - Epidemiologický screening sarkosinu v moči a jeho využití pro včasnou diagnostiku nádorů prostaty, Liga proti rakovině Praha, řešitel – Z. Heger
  • 2014-2015 – Kombinovaná terapie nádorů plic založená na chytrých nanotechnologiích, Liga proti rakovině Praha, řešitel – Z. Heger
  • 2013-2014 – Studium interakcí mezí 17β-estradiolem jako endokrinním disruptorem s DNA, IGA 4/2013, řešitel – Z. Heger

Vypsaná témata závěrečných prací - Laboratoř nádorové biologie a nanomedicíny: 

Ph.D.

  • Aktivní cílení nanokonstruktů s cílem zmírnění nežádoucích účinků chemoterapie
  • Význam fosforylace v maligním potenciálu nádorových buněk
  • Studium interakcí nanočástic s vnitřním prostředím
  • Vztah isoforem metalothioneinu k chemoresistenci nádorových onemocnění
  • Vliv polymerních modifikací na biokompatibilitu pokročilých nanomateriálů
  • Preclinical study of novel therapeutics in cancer cell lines

 

Mgr. a Bc.

V případě zájmu kontaktujte: Z. Heger, zbynek.heger@mendelu.cz


Ocenění

2018 - Ing. Eva Horáčková - Pochvalné uznání děkana Agronomické fakulty za vynikající zpracování diplomové práce

2018 - PhD talent - Ing. Barbora Tesařová

2018 - PhD talent - Ing. Markéta Charousová

2017 - MendelNet - Ing. Barbora Tesařová, 2. místo v sekci Aplikovaná chemie a biochemie

2017 - MendelNet - Yazan Haddad, MSc., 3. místo v sekci Aplikovaná chemie a biochemie

2017 - Zbyněk Heger - Vědecká cena Ligy proti rakovině Praha

2017 - Bc. Kateřina Krausová - Cena děkanky Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií Vysokého učení technického v Brně za vynikající teoretické i praktické znalosti prokázané při vypracování bakalářské práce a její obhajobě

Ocenění Purkyňovým nadačním fondem pro publikace v časopise s nejvyšším IF za rok 2016 - 2. nejlepší práce v kategorii teoretické obory s publikací DOSTALOVA, S., CERNA, T., HYNEK, D., KOUDELKOVA, Z., VACULOVIC, T., KOPEL, P., HRABETA, J., HEGER, Z., VACULOVICOVA, M., ECKSCHLAGER, T., STIBOROVA, M. a ADAM, V. Site-Directed Conjugation of Antibodies to Apoferritin Nanocarrier for Targeted Drug Delivery to Prostate Cancer Cells. ACS Applied Materials & Interfaces, 2016, roč. 8, č. 23, s. 14430-14441. ISSN 1944-8244. IF 7.145.


Publikace

  • Dostalova S., Polanska H., Svobodova M., Balvan J., Krystofova O., Haddad Y., Krizkova S., Masarik M., Eckschlager T., Stiborova M., Heger Z., Adam V. Prostate-Specific Membrane Antigen-Targeted Site-Directed Antibody-Conjugated Apoferritin Nanovehicle Favorably Influences In Vivo Side Effects of Doxorubicin. Scientific Reports, 2018, 8, 1-16.
  • Buchtelova H., Strmiska V., Skubalova Z., Dostalova S., Michalek P., Krizkova S., Hynek D., Kalina L., Richtera L., Moulick A., Adam V., Heger Z. Improving Cytocompatibility of CdTe Quantum Dots by Schiff-Base-Coordinated Lanthanides Surface Doping. Journal of Nanobiotechnology, 2018, 16, 1-14.
  • Krizkova S., Kepinska M., Emri G., Eckschlager T., Stiborova M., Pokorna P., Heger Z., Adam V. An Insight into the Complex Roles of Metallothioneins in Malignant Diseases with Emphasis on (Sub)isoforms/Isoforms and Epigenetic Phenomena. Pharmacology & Therapeutics, 2018, 183, 90-117.
  • Pacik D., Plevova M., Urbanova L., Lackova Z., Strmiska V., Necas A., Heger Z., Adam V. Identification of Sarcosine as a Target Molecule for the Canine Olfactory Detection of Prostate Cancer. Scientific Reports, 2018, 8, 1-6.
  • Merlos Rodrigo M. A., Strmiska V., Horackova E., Buchtelova H., Michalek P., Stiborova M., Eckschlager T., Adam V., Heger Z. Sarcosine Influences Apoptosis and Growth of Prostate Cells via Cell-type Specific Regulation of Distinct Sets of Genes. The Prostate, 2017, 78(2), 104-112.
  • Guran R., Vanickova L., Horak V., Krizkova S., Michalek P., Heger Z., Zitka O., Adam V. MALDI MSI of MeLiM Melanoma: Searching for Differences in Protein Profiles. PLoS ONE, 2017, 12(12), e0189305.
  • Haddad Y., Dostalova S., Kudr J., Zitka O., Heger Z., Adam V. DNA-magnetic Particle Binding Analysis by Dynamic and Electrophoretic Light Scattering. JoVE-Journal of Visualized Experiments, 2017, 129, e56815.
  • Buchtelova H., Strmiska V., Dostalova S., Michalek P., Krizkova S., Kopel P., Hynek D., Richtera L., Adam V., Heger Z. pH-Responsive Hybrid Organic-Inorganic Ruthenium Nanoparticles for Controlled Release of Doxorubicin. Particle & Particle Systems Characterization, 2017, vol. 34(11), No. 1700289.
  • Pekarik V., Peskova M., Guran R., Novacek J., Heger Z., Tripsianes K., Kumar J., Adam V. Visualization of stable ferritin complexes with palladium, rhodium and iridium nanoparticles detected by their catalytic activity in native polyacrylamide gels. Dalton Transactions, 2017, vol. 46 (40), 13690-13694.
  • Svobodova M., Raudenska M., Gumulec J., Balvan J., Fojtu M., Kratochvilova M., Polanska H., Horakova Z., Kostrica R., Babula P., Heger Z., Masarik M. Establishment of oral squamous cell carcinoma cell line and magnetic bead-based isolation and characterization of its CD90/CD44 subpopulations. Oncotarget, 2017, vol. 8, 66254-66269.
  • Milosavljevic V, Krejcova L, Guran R, Buchtelova H, Wawrzak D, Richtera L, Heger Z, Kopel P, Adam V, Exceptional Release Kinetics and Cytotoxic Selectivity of Oxidised MWCNTs Double-Functionalised with Doxorubicin and Prostate-Homing Peptide. Colloids and Surfaces B-Biointerfaces, 2017, vol. 156, 123-132.
  • Buchtelova H., Dostalova S., Michalek P., Krizkova S., Strmiska V., Kopel P., Hynek D., Richtera L., Ridoskova A., Adam P., Kynicky J., Brtnicky M., Heger Z., Adam V. Size-Related Cytotoxicological Aspects of Polyvinylpyrrolidone-capped Platinum Nanoparticles. Food and Chemical Toxicology, 2017, vol 105, 337-346.
  • Haddad Y., Adam V., Heger Z. Trk Receptors and Neurotrophin Cross-Interactions: New Perspectives Toward Manipulating Therapeutic Side-Effects. Frontiers in Molecular Neurosciences, 2017, vol. 10.
  • Kratochvilova M., Raudenska M., Heger Z., Richtera L., Cernei N., Adam V., Babula P., Novakova M., Masarik M., Gumulec J. Amino Acid Profiling of Zinc Resistant Prostate Cancer Cell Lines: Associations With Cancer Progression. The Prostate, 2017, vol. 77 (6), 604-616.
  • Dostalova S., Vasickova K., Hynek D., Krizkova S., Richtera L., Vaculovicova M., Eckschlager T., Stiborova M., Heger Z., Adam V. Apoferritin as an Ubiquitous Nanocarrier with Excellent Shelf Life. International Journal of Nanomedicine, 2017, vol. 12, 2265-2278.
  • Heger Z., Polanska H., Krizkova S., Balvan J., Raudenska M., Dostalova S., Moulick A., Masarik M., Adam V. Co-delivery of VP-16 and Bcl-2-targeted Antisense on PEG-grafted oMWCNTs for Synergistic in Vitro Anti-cancer Effects in Non-small and Small Cell Lung Cancer. Colloids and Surfaces B-Biointerfaces, 2017, vol. 150, 131-140.
  • Haddad Y., Heger Z., Adam V. Targeting Neuroblastoma Cell Surface Proteins: Recommendations for Homology Modeling of hNET, ALK and TrkB. Frontiers in Molecular Neurosciences, 2017, vol. 10.
  • Anyz J., Vyslouzilova L., Vaculovic T., Tvrdonova M., Kanicky V., Haase H., Horak V., Stepankova O., Heger Z., Adam V. Spatial Mapping of Metals in Tissue-Sections Using Combination of Mass-Spectrometry and Histology through Image Registration. Scientific Reports, 2017, vol. 7, 1-13.
  • Heger Z., Gumulec J., Cernei N., Polanska H., Raudenska M., Masarik M., Eckschlager T., Stiborova M., Adam V., Kizek R. Relation of Exposure to Amino Acids Involved in Sarcosine Metabolic Pathway on Behavior of Non-tumor and Malignant Cell Lines. The Prostate, 2016, vol. 7 (7), 679-690.
  • Heger Z., Cernei N., Krizkova S., Masarik M., Kopel P., Hodek P., Zitka O., Adam V., Kizek R. Paramagnetic Nanoparticles as a Platform for FRET-Based Sarcosine Picomolar Detection. Scientific Reports, 2015, vol. 5, 1-7.
  • Heger Z., Skalickova S., Zitka O., Adam V., Kizek R. Apoferritin Applications in Nanomedicine. Nanomedicine, 2014, vol. 9 (14), 2233-2245.
  • Heger Z., Merlos Rodrigo M. A., Michalek P., Polanska H., Masarik M., Vit V., Plevova M., Pacik D., Eckschlager T., Stiborova M., Adam V. Sarcosine Up-Regulates Expression of Genes Involved in Cell Cycle Progression of Metastatic Models of Prostate Cancer. PLoS ONE, 2016, vol. 11 (11).
  • Milosavljevic V., Haddad Y., Merlos Rodrigo M. A., Moulick A., Polanska H., Hynek D., Heger Z., Kopel P., Adam V. The Zinc-Schiff Base-Novicidin Complex as a Potential Prostate Cancer Therapy. PLoS ONE, 2016, vol. 11 (10).
  • Krizkova S., Ryvolova M., Hrabeta J., Adam V., Stiborova M., Eckschlager T., Kizek R. Metallothioneins and Zinc in Cancer Diagnosis and Therapy. Drug Metabolism Reviews, 2012, vol. 44 (4), 287-301.
  • Heger Z., Polanska H., Merlos Rodrigo M. A. Guran R., Kulich P., Masarik M., Eckschlager T., Stiborova M., Kizek R., Adam V. Prostate Tumor Attenuation in the Nu/nu Murine Model due to Anti-sarcosine Antibodies in Folate-Targeted Liposomes. Scientific Reports, 2016, vol. 6, 1-8.
  • Dostalova S., Cerna T., Hynek D., Koudelkova Z., Vaculovic T., Kopel P., Hrabeta J., Heger Z., Vaculovicova M., Eckschlager T., Stiborova M., Adam V. Site-Directed Conjugation of Antibodies to Apoferritin Nanocarrier for Targeted Drug Delivery to Prostate Cancer Cells. ACS Applied Materials & Interfaces, 2016, vol. 8, issue 23, 14430-14441.
  • Hrabeta J., Eckshlager T., Stiborova M., Heger Z., Krizkova S., Adam V. Zinc and zinc-containing Biomolecules in Childhood brain tumors. Journal of Molecular Medicine, 2016, vol. 94 (11), 1199-1215.
  • Haddad Y., Heger Z., Adam V. Guidelines for Homology Modeling of Dopamine, Norepinephrine, and Serotonin Transporters. ACS Chemical Neurosciences, 2016, vol. 7 (11), 1607-1215.