Nová laboratoř v BTU AV ČR se zaměří na metabolismus zdravé tkáně a nádoru

V říjnu 2020 začala v Biotechnologickém ústavu AV ČR (BTU) sídlícím v centru BIOCEV působit nová výzkumná skupina zaměřená na mezibuněčný metabolický cross-talk ve zdravých tkáních a v nádorech. Vedoucí skupiny, Dr. Kateřina Rohlenová, se vrátila do České republiky po ukončení postdoktorandského pobytu v laboratoři prof. Petera Carmelieta v Centru pro biologii rakoviny (VIB-KU Leuven) v Belgii, kde studovala metabolismus buněk, které tvoří nádorové krevní cévy. V BTU se ke Kateřině připojil její manžel Dr. Jakub Rohlena, odborník na metabolismus nádorových buněk. Laboratorní tým doplní dva Ph.D. studenti - Mirko Miloševič a Sílvia Novais.

Členové Laboratoře buněčného metabolismu. Zleva: Mirko, Sílvia, Kateřina a Jakub. Další členka týmu, Alejandra, se přidá na začátku roku 2021.

Zdravé tkáně i maligní nádory sestávají z více typů buněk, které mezi sebou metabolicky komunikují, např. jeden typ buněk produkuje metabolity, které jsou pak ve stejných tkáních využívány jiným typem buněk. Díky tomu buňky mohou růst a přežívat i v prostředích chudých na živiny.

„Domníváme se, že metabolický cross-talk může omezovat účinnost metabolických zásahů zacílených na nádorové buňky. Příkladem je antinukleotidová léčba, která byla zavedena před více než 70 lety jako jeden z prvních přístupů k léčbě rakoviny, avšak nádorové buňky jí často odolávají a pro zdravou tkáň je spíše toxická. Naším cílem je zjistit, jak probíhá výměna metabolitů mezi buňkami v tkáních a zda je mezi zdravými tkáněmi a nádory rozdíl, pokud jde o vzorce výměny metabolitů. Těchto rozdílů by bylo možné využít při vývoji nových terapeutických strategií. Naše odborné znalosti ohledně metabolismu a myších modelů spojíme s technologiemi, které umožňují rozlišení na úrovni jednotlivých buněk, s nimiž jsem se seznámila během svého postdoktorandského pobytu," říká Kateřina Rohlenová.

Model angiogeneze (tvorby cév) z endoteliálních buněk v kultuře. V tomto typu testu endoteliální buňky tvoří výběžky a větve, které dávají vzniknout nové cévě. Červeně jsou označené kontrolní endoteliální buňky, zeleně endoteliální buňky, ve kterých jsme odstranili Latexin, protein nezbytný pro schopnost endoteliálních buněk odvětvovat nové cévy

Složitost tkání znemožňuje využití tradičních metod výzkumu, které nedovolují studium jednotlivých buněčných typů v jejich přirozeném prostředí. To v minulosti bránilo důkladnému porozumění metabolickým interakcím. „Nyní použijeme OMICS s rozlišením na úrovni jednotlivých buněk, abychom zmapovali cross-talk „buňku po buňce". Díky tomu prozkoumáme s nebývalým rozlišením, co nám doposud zůstávalo skryto. Jsme přesvědčeni, že náš výzkum má velký potenciál pro zásadní objevy s vysokou translační relevancí," dodává Kateřina.

„Pro založení naší nové výzkumné skupiny jsme zvolili BTU/BIOCEV, jelikož disponuje požadovaným vybavením a odbornými znalostmi v oblasti genomiky a metabolického výzkumu. Součástí centra BIOCEV je rovněž moderní myší klinika České centrum pro fenogenomiku (Ústav molekulární genetiky AV ČR). V BTU máme také jedinečnou příležitost dále charakterizovat a rozvíjet nově identifikované terapeutické cíle tím, že využijeme zde zavedené metody strukturní a proteinové biologie a syntézu specifických inhibitorů na míru," doplňuje Jakub Rohlena.

Odkaz na webové stránky skupiny - ZDE

Titulní obrázek: Řez tlustým střevem myši s delecí genu TFAM specificky v endoteliálních buňkách. Tento model nám umožňuje studovat metabolické změny v endoteliálních buňkách v kontextu celé tkáně, a jak tyto změny ovlivňují další buněčné typy. TFAM je vyznačen zeleně, endoteliální buňky červeně a buněčná jádra modře. 

Mapa exprese metabolických genů v nádorových endoteliálních buňkách. V porovnání s endoteliálními buňkami ve zdravých plicích, endoteliální buňky z plicních nádorů mají zvýšenou expresi genů centrálního metabolismu uhlíku.