Soutěž je vysoce výběrová a uspějí v ní jen vědci, kteří nejen předloží kvalitní projekt, ale také již dosáhli významných badatelských úspěchů. Pětileté projekty s rozpočtem až 25 milionů Kč mají za cíl podpořit ty nejlepší začínající vědce do 8 let od získání titulu Ph.D.

Projekt Kateřiny Rohlenové se zabývá mezibuněčnou komunikací nukleotidů – stavebních kamenů DNA a RNA, které jsou nezbytné pro proliferaci rakovinných buněk a jsou proto tradičním cílem skupiny protirakovinných látek zvaných anti-metabolity. Ty jsou více než 70 let úspěšně využívané v léčbě rakoviny

Nicméně, přes jejich prokazatelný úspěch, je jejich využití stále spojené s resistencí a toxicitou. Čím je to způsobeno? V rámci nádorového prostředí si jednotlivé buňky mohou nukleotidy a další metabolity mezi sebou předávat, což může snižovat efektivitu léčby.

„V tomto projektu využijeme unikátní myší modely a metody s rozlišením na úrovni jednotlivých buněk, pomocí kterých zmapujeme, jak zdravé a rakovinné buňky komunikují prostřednictvím svých metabolitů,“ říká Kateřina Rohlenová a dodává: „Chceme porozumět základní biologii výměny nukleotidů, identifikovat „Achillovy paty” rakovinných buněk a odhalit nové koncepty pro terapie cílené na mezibuněčnou výměnu metabolitů.“

Obrázek: Řez tlustým střevem myši s delecí genu TFAM specificky v endoteliálních buňkách. Tento model 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.

Výzkum kontaktů mezi nervovými buňkami

V letošním roce byl v centrum BIOCEV započat projekt Molekulární mechanismy navádění axonu, jehož garantem je další držitel grantu JUNIOR STAR Daniel Rozbeský.

„Cílem podpořeného projektu je objasnit fungování mechanismů navádění nervových buněk v  mozku člověka, a přinést tak nové důležité poznatky o jejich komunikaci, které mohou pomoci při léčbě závažných nemocí,“ vysvětluje Daniel.

V lidském mozku se nachází téměř 100 miliard nervových buněk, neuronů, které jsou základní nervovou jednotkou tkáně. Můžeme si je představit jako strom – z jeho koruny se rozvětvují četné výběžky, jejichž funkcí je přivádět do neuronu informace v podobě signálů, které vyvolávají nervový vzruch. Část neuronu, kterým se zabývá projekt Daniela Rozbeského, se nazývá axon. Právě axonem se nervový vzruch šíří až na samotný konec neuronu připomínajícího kořeny.

Každý z nás má v mozku 100 biliónů neuronových kontaktů, které definují jeho intelekt, paměť, emoce, řeč, nebo smyslové vnímaní. Daniel Rozbeský se snaží s týmem v centru BIOCEV zjistit na úrovni atomů, jak takovéto velké množství kontaktů mezi nervovými buňkami vzniká.

„Zkoumáme, jakým způsobem mění výběžky nervových buněk směr a jak vědí, kdy je potřeba zahnout vlevo nebo vpravo. Molekuly, které studujeme, hrají důležitou roli v některých formách epilepsie, autismu a neurodegenerativních a nádorových onemocnění. Existuje tedy možnost, že by výsledky našeho výzkumného projektu JUNIOR STAR mohly přispět k lepšímu pochopení mechanismů těchto závažných nemocí, a pomoci tak k jejich léčbě,“ říká slovenský biochemik Daniel Rozbeský, kterého téma výzkumu napadlo během jeho sedmiletého postdoktorského pobytu na Oxfordské univerzitě.

Po studiu se rozhodl vrátit zpět do České republiky, kde původně studoval na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy, a založit vědeckou skupinu působící v Biotechnologickém a biomedicínském centru Akademie věd a Univerzity Karlovy BIOCEV ve Vestci.

Zdroj: BIOCEV (Kateřina Sedláčková, Petr Solil), GA ČR

Mgr. Kateřina Rohlenová, Ph.D.

Kateřina absolvovala Ph.D. studium u prof. Jiřího Neužila na Biotechnologickém ústavu Akademie věd ČR, kde se zaměřila na metabolismus buněk rakoviny prsu. Charakterizovala mechanismus účinku protirakovinné sloučeniny MitoTam zaměřené na mitochondrie, která nedávno prošla úspěšnou klinickou studií. Dále se přesunula ke zkoumání metabolismu stromálních buněk, dalšího důležitého nádorového kompartmentu.

Během postdoktorandské stáže v laboratoři prof. P. Carmelieta (VIB - Center for Cancer Biology, KU Leuven) v Belgii se zaměřila na endoteliální buňky, stromální složku, která zajišťuje prokrvení nádoru. Charakterizovala nádorový endotel pomocí technologií, umožňujících rozlišení na úrovni jedné buňky a identifikovala nové molekulární přístupy k zacílení abnormální vaskulatury nádoru. Její práce byla oceněna cenou Wernera Risaua pro vynikající studie v oblasti endoteliální biologie.

V roce 2020 se Kateřina vrátila do České republiky, aby založila novou výzkumnou skupinu Laboratoř buněčného metabolismu v Biotechnologickém ústavu v BIOCEV. Se svým týmem se snaží prozkoumat metabolickou komunikaci v nádorech, aby identifikovala nové metabolické protirakovinné strategie.

Mgr. Daniel Rozbeský, Ph.D.

Daniel vystudoval biochemii na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy, kde se zabýval studiem lymfocytárních receptorů. Po získání PhD působil 7 let v Divizi strukturní biologie na Oxfordské univerzitě ve Spojeném království. Ve skupině profesorky Yvonne Jones se věnoval studiu buněčné signalizace semaforin-plexinové dráhy. Výsledky výzkumu se mu podařilo publikovat v renomovaných časopisech jako například Nature, Nature Communications nebo EMBO J.

V roce 2020 se Daniel vrátil na Přírodovědeckou fakultu a založil výzkumnou skupinu Strukturní neurobiologie na katedře buněčné biologie. Skupina působí ve vědeckém centru BIOCEV ve Vestci u Prahy.