V tkáňovém inženýrství jsou aplikovány kmenové/progenitorové buňky v kombinaci s bioaktivními materiály a průtokovými systémy k vytváření 3D struktur napodobujících svojí stavbou plně funkční tkáně a orgány in vitro, s cílem jejich následného použití v biomedicíně. Bezpečné a efektivní použití libovolného typu kmenových buněk je však naprosto závislé na našem poznání molekulárních mechanismů ovlivňujících chování kmenových buněk, na naší schopnosti řídit diferenciaci kmenových buněk do funkčních somatických buněčných typů, či schopnosti vytvářet a ovlivňovat třírozměrné uspořádání kmenových a progenitorových buněk. V rámci řešení projektu specifického výzkumu bude navázáno na naše předchozí zkoumání a budou adresována témata relevantní těmto základním potřebám. Zejména budou i) studovány molekulární mechanismy zodpověděné za genetickou nestabilitu a genetické modifikace lidských embryonálních kmenových (hES) buněk a lidských indukovaných pluripotentních kmenových (hiPS) buněk, ii) budou testovány metody izolace a charakterizace extracelulární matrix a jejich vliv na kmenové a progenitorové buňky, iii) budou vyvíjeny mikrofluidní systémy ke kokultivaci více typů kmenových a progenitorových buněk, iv) bude zkoumána účast miRNA molekul na řízení diferenciace a ustavení plasticity kmenových buněk, v) budou rozvinuty metody pro utváření 3D buněčných agregátů a jejich diferenciaci do specifického typu tkání, a vi) budou dále vyvíjeny protokoly diferenciace hES buněk do relevantních buněčných typů, zejména do plicních epiteliálních a neurálních linií. Hlavními experimentálními přístupy budou in vitro manipulace s buňkami, zobrazování živých buněk i fixovaných buněk pokročilými mikroskopickými technikami, a také kvantifikace relevantních mRNA a proteinů pro molekulární fenotypizaci buněčných populací.

Publications