Tým doc. Michala Masaříka

Současný trend personalizované medicíny se opírá zejména o úroveň DNA, méně však o úroveň epigenetickou či transkriptomickou. V laboratoři zkoumáme způsoby, jak efektivně využít vlastnosti živých nádorových buněk, získaných přímo ze vzorků pacientů, oproti buňkám fixovaným. Na těchto konkrétních „live-cell“ vzorcích zkoumáme odpovědi buněk nádorů na radioterapii či chemoterapii s cílem najít takové způsoby, které by v budoucnu mohly předpovědět reakci na léčbu a doplnit tak arzenál personalizované medicíny.

Mechanické vlastnosti buněk často korespondují s jejich stavem či funkcí. Ke změnám mechanických vlastností dochází při metastázování nádorových buněk. Tyto vlastnosti se mění v závislosti na dělení buněk a při jejich migraci. S využitím unikátního panelu technik – multimodální kvantitativní fázové zobrazování, mikroskopie atomárních sil, optická difrakční tomografie jsou v laboratoři studovány zejména mechanismy progrese nádorových buněk.

Předmětem zájmu Divize analýzy buněčných smrtí jsou aspekty buněčné biologie zahrnující morfologické parametry smrti rakovinných buněk. Jsou zde studovány adaptivní reakce nádorových buněk (autofagie, či mezibuněčná interakce), kterým čelí např. při chemoterapii. Pro studium těchto pochodů je využit zejména a časosběrný monitoring buněčné dynamiky pomocí kvantitativního fázového zobrazování (holografická mikroskopie) a metod buněčné a molekulární biologie.

Strojové učení je obor umělé inteligence zaměřující se na rozpoznávání vzorců v datech a jejich následnou klasifikaci. Tyto techniky jsou využívány zejména k rozpoznávání skrytých vzorců ve velkých datech, ať již obrazových (kvantitativní fázové zobrazování aj.), tak transkriptomických či proteomických. Ve výzkumu využíváme jak jednoduché metody ke snižování dimenzí (analýza hlavních komponent aj.), tak komplexní metody „deep learning“ s cílem rozpoznat buňky patologické od fyziologických. Zároveň hledáme nové buněčné typy či nových vzorce chování buněk v heterogenních populacích.

Tato oblast zahrnuje studium cytotoxického a migrastatického potenciálu vybraných de novo syntetizovaných sloučenin (spolupráce s prof. Radkem Markem, CEITEC MU; Dr. Janem Víchou, Univerzita Tomáše Bati, Zlín a Dr. Milanem Jakubkem, 1.LF UK a VŠCHT Praha) a to vůči panelu buněčných linií odvozených jak od primárních, tak od sekundárních nádorů. Na základě primárního screeningu jsou následně vybrány látky s největším potenciálem, které jsou navázány na makromolekulární nosiče a je zhodnocena schopnost těchto komplexů nejen cílit terapeutický účinek těchto látek, ale také schopnost jej potencovat. Další oblastí zájmu je analýza nanomateriálů a supramolekulárních nanosystémů nesoucích protinádorová léčiva, konkrétně na nosiče liposomální, proteinové, polysacharidové a makrocyklické, i na tzv. 2D nanomateriály (spolupráce s prof. Martinem Pumerou a Prof. Zdeňkem Soferem, VŠCHT Praha).