Oddělení biochemie

Oddělení biochemie se dlouhodobě zabývá změnami ve složení a funkci nízkomolekulárních i vysokomolekulárních látek obsažených v krvi, ke kterým dochází u onkohematologických onemocnění, u poruch hemostázy a trombózy včetně kardiovaskulárních onemocnění. Sledujeme vztahy mezi jednotlivými složkami koagulační kaskády, od sledování aktivit serinových proteáz podílejících se na vzniku fibrinové sítě, struktury vzniklé sítě, až po fibrinolýzu. Zjišťujeme získané i dědičné mutace fibrinogenu a hledáme vztah mezi změněnou strukturou a jeho vlastnostmi. Metodicky využíváme nové přístupy ke studiu onemocnění v podobě spojení kapalinové chromatografie s hmotnostní spektrometrií (LC-MS) pro metabolomiku a proteomiku. Dále využíváme 3D zobrazení, sledování interakcí v reálném čase a teoretické metody strukturní biologie, jako je molekulární modelování a molekulární dynamika. Cílem naší práce je objasnění fyziologických a patofyziologických pochodů u vybraných chorob a dále využití poznatků v diagnostice či v monitorování léčby. Věnujeme se následující problematice:

Hemokoagulace a fibrinolýza

Cílem projektu je popsání vztahů mezi jednotlivými složkami koagulační kaskády a jejich ovlivnění patofyziologickými podmínkami (např. oxidačním stresem). Koagulaci studujeme od aktivace serinových proteáz, přes dynamiku vzniku a strukturu vzniklé fibrinové sítě, až po fibrinolýzu. Ke studiu používáme nejen obvyklé koagulační metody, ale i nové přístupy v podobě hmotnostní spektrometrie či elektronové mikroskopie a metod strukturní biologie. Získané poznatky jsou aplikovány ve vývoji nových diagnostických přístupů u koagulopatií (např. hluboká žilní trombóza, plicní embolie, infarkt myokardu, trombotické komplikace při COVID-19).

Charakterizace poruch fibrinogenu

U pacientů se suspektní dysfibrinogenemií a hypofibrinogenemií z celé ČR vyšetřujeme všechny exony genů kódující fibrinogen (FGA, FGB a FGG). V případě nálezu mutace zkoumáme její vliv na změnu struktury a funkce fibrinogenu pomocí specializovaných vyšetření (polymerační křivky, kvantifikace odštěpování fibrinopeptidů pomocí HPLC, SEM, LC-MS/MS, strukturní modelování). Celkově bylo zatím u nás na pracovišti identifikováno přes 100 případů z více než 70 rodin, z toho je 16 mutací nově objevených.

Počítačové modelování

Teoretické metody strukturní biologie, jako je molekulární modelování a molekulární dynamika, používáme především ke studiu fibrinogenu a jeho interakcí s dalšími molekulami v krvi. Konkrétně se jedná o studium vlivu post-translačních modifikací a mutací na strukturu a funkci fibrinogenu, popis interakcí fibrinogenu s trombinem a hemostatickými hadími jedy a předpověď struktury částí fibrinogenu, které se nepodařilo určit experimentálními metodami. Při práci využíváme i metody sekvenční a fylogenetické analýzy.

Metabolomika plazmy/séra/buněčných extraktů u onkohematologických a jiných onemocnění

Pomocí spojení kapalinové chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC-MS/MS) se zabýváme cílenou analýzou nízkomolekulárních látek. Konkrétně studujeme změny v koncentracích metabolitů glykolýzy, citrátového cyklu, energetického poolu, metabolismu karnitinu, tryptofanu a vybraných aminokyselin. Nalezli jsme rozdíly u pacientů s akutní myeloidní leukémií (AML) v závislosti na průběhu onemocnění. Dále se zabýváme monitorováním markerů oxidačního stresu (malondialdehydu, kyseliny močové, allantoinu, atd.). Pro analýzu karbonylace bílkovin využíváme spektrofotometrické stanovení.

Protein-protein interakce pomocí povrchové plasmonové rezonance (SPR)

Cílem práce je navrhnout diagnostickou SPR metodu a proteinový čip k přesnější stratifikaci podskupin onkohematologického či jiného onemocnění. Navrhli jsme proteinový (mikro) čip, který analyzuje interakce mezi proteiny spojenými s patogenezí daného onemocnění a plazmatickým proteomem pacientů. Další navržený Hsp70 trap (micro) čip využívá pět odlišných subcelulárních chaperonů Hsp70 rodiny a slouží k detekci poškozeného subproteomu pacientů. Proteinový (mikro) čip již prokázal schopnost rozlišovat mezi různými podskupinami myelodysplastického syndromu (MDS) a zdravými dárci, zatímco Hsp70 trap (micro) čip prokázal schopnost rozlišovat MDS pacienty s nízkým a vysokým rizikem. Identifikace interagujících proteinů pomocí hmotnostní spektrometrie odhalila další vhodné kandidáty ke zvýšení diagnostické citlivosti proteinového čipu.

Proteomika krevních buněk a ostatních složek krve

Cílem práce je objasnění fyziologických a patofyziologických pochodů u vybraných chorob nebo využití poznatků v diagnostice či monitorování léčby. Hlavním zaměřením jsou onkohematologická onemocnění (např. myelodysplastický syndrom), ale také další onemocnění (např. kardiovaskulární choroby). Další oblastí výzkumu je sledování interakcí umělých (polymerních) povrchů s krví s využitím poznatků v širokém spektru oblastí od konstrukce diagnostických nástrojů po biomedicínu (tkáňové inženýrství, implantáty, atd.).

• Aktuality
• Nabízená rutinní vyšetření
• Granty
• Spolupráce
• Publikace
• Seznam VŠ prací
• Pracovníci
• Výzkumní pracovníci