Projekty

Projekty

V naší laboratoři se v rámci vědeckých projektů zabýváme těmito tématy: 

 


 

Projekty zaměřené na studium leukémií:


Původ a backtracking leukémií 

Dlouhodobě se zajímáme o původ leukémií, vznik a charakter jednotlivých genetických změn, které k leukémiím vedou, dynamiku (pre)leukemického klonu mezi iniciálním a finálním „zásahem“. Zabýváme se backtrackingem jak sekundárních leukémií (v materiálu uchovaném z doby diagnózy a sledování primárního onemocnění) tak de-novo leukémií (v novorozeneckém materiálu - archivovaných zaschlých krevních kapkách a v pupečníkových krvích – a v předdiagnostickém materiálu u pomalu nastupujících leukémií).

Vedoucí projektu: Jan Zuna 

 

Leukémie s fúzním genem BCR-ABL1

Porovnáním hladin reziduální nemoci měřené kvantifikací přestaveb Ig/TCR a fúzního genu BCR-ABL1 (na RNA i DNA úrovni) se nám podařilo odhalit skupinu leukémií ležících na pomezí mezi akutní lymfoblastickou a chronickou myeloidní leukémií, kterou jsme nazvali „CML-like“ (Zaliova et al., Leukemia 2009; Hovorkova et al., Blood 2017). Nyní se detailněji zabýváme biologickými i klinickými rozdíly mezi jednotlivými podtypy BCR-ABL1-pozitivních leukémií.

Vedoucí projektu: Jan Zuna

 

Genomika dětských ALL

Se zavedením moderních „high-throughput“ metod, jako jsou SNParrays s velkým rozlišením a sekvenování nové generace (především sekvenování celého exomu a transkriptomu: WES a RNAseq), došlo v posledních letech k posunu v klasifikaci dětských ALL, značnému rozšíření spektra známých rekurentně se vyskytujících genetických aberací a identifikaci nových prognostických faktorů či cílů specifické léčby. Cílem projektu je za pomocí výše uvedených metod především charakterizovat a re-klasifikovat tzv. B-other ALL (zjednodušeně B-prekurzorových ALL, u nichž nedojde ke genetickému zařazení v rámci rutinní diagnostiky), identifikovat potenciální léčebné cíle u rezistentních ALL a popsat jejich klonální vývoj.
Nově identifikované, potenciálně patogeneticky kauzální, genetické aberace jsou podrobněji studovány v navazujících projektech.

Vedoucí projektu: Markéta Žaliová

 

Patogeneze transientní myeloproliferativní poruchy

Transientní myeloproliferativní porucha (TMD) je onemocnění hematopoézy postihující přibližně 10% novorozenců s Downovým syndromem, při kterém dochází ke klonální proliferaci megakaryoblastů. TMD ve většině případů spontánně regreduje, avšak u některých pacientů časem progreduje do akutní megakaryocytární leukémie. Kauzální roli při vzniku TMD sehrávají trisomie chromosomu 21 (tri21) spolu s mutací genu pro hematopoetický transkripčního faktor GATA1, přičemž přesná role tri21 při zniku onemocnění není známa. V projektu studujeme alternativní mechanismus vzniku TMD, při kterém je patogenetická role tri21 pravděpodobně nahrazena mutací jediného genu.

Vedoucí projektu: Markéta Žaliová


Integrální analýza celogenomového sekvenování a mnohobarevné cytometrie

Prognóza pacientů s Akutní lymfoblastickou leukémií (ALL) se neustále zlepšuje i díky přesnější diagnostice a sledování minimální reziduální nemoci (MRN) pomocí průtokové cytometrie. V našem projektu vyvíjíme automatické nástroje na analýzu velkého počtu multidimenzionálních cytometrických dat, které umožní kategorizaci leukémií dle jejich imunofenotypu s ohledem na přežití a další klinické charakteristiky pacientů. Popis vývoje imunofenotypu leukémií v průběhu léčby umožní optimalizaci detekce MRN. Imunofenotyp leukémií dále kombinujeme s celogenomovými daty, abychom určili relevanci genetických aberací a jejich vliv na fenotyp.

Vedoucí projektu: Karel Fišer


Role Homeoboxových genů v leukemogenezi

Homeoboxové geny hrají klíčovou roli v embryogenezi a organogenezi. Předpokládá se jejich role také v nádorovém bujení, hlavně při vzniku leukemií, vzhledem k popsané aberantní expresi. Cílem projektu je studovat mechanizmus, který je zodpovědný za dysregulaci HOX genů. Rozhodli jsme se studovat tři mechanizmy: DNA metylaci, která reguluje transkripci HOX genů během embryonálního vývoje; mutace v core promotoru HOX genů a alternativní signalizace způsobená mutacemi tyrozin kináz. 

Vedoucí projektu: Júlia Starková

 

Akutní leukémie z nejasné linie: mezinárodní studie

Organizujeme mezinárodní studie, které mají za cíl optimalizovat léčbu leukémií, které se jeví jako šedá zóna mezi ALL a AML. Více na https://clip.lf2.cuni.cz/alal/.

Vedoucí projektu: Ondřej Hrušák

 

Liniový přesmyk v průběhu terapie akutní leukémie

V minulých letech jsme popsali nový subtyp přesněji řečeno chování u B prekurzorvé leukémie v dětském věku. U nezanedbatelné části pacientů dochází ke změně fenotypu směrem k monocytární linii. Subtyp je z velké části asociovaný s delecí genu ERG a přestavbami genu DUX4. Hledáme znaky, které pomohou tento subtyp definovat již při diagnóze a dále se snažíme identifikovat znaky pro rozlišení transdiferencovaných blastů od monocytů.

Vedoucí projektu: Ester Mejstříková

 

Diferenciační plasticita hematopoetických buněk

Krvetvorba je tradičně vnímána jako přísně regulovaný proces, v němž se postupně zužují možnosti vývoje jednotlivých buněčných řad a nakonec vzniknou diferencované buňky. Nedávné práce však dokumentují vývoj myeloidních buněk z lymfoidních prekurzorů v určitých molekulárně definovaných podmínkách. Cílem projektu je objasnit vztah mezi promiskuitou maligních a plasticitou normálních hematopoetických buněk a popsat regulační dráhy vedoucí k větší či menší liniové plasticitě.

Projevy zvýšené diferenciační plasticity u maligních buněk se zabývají další projekty CLIP: Akutní leukémie z nejasné linie: mezinárodní studie a Liniový přesmyk v průběhu terapie akutní leukémie.

Vedoucí projektu: Ondřej Hrušák  


Projekty zaměřené na studium poruch krvetvorby a imunitního systému:

 

Přestavby receptorů pro antigeny a jejich využití v biomedicíně

Sekvenování nové generace (NGS) v posledních letech umožnilo detailní studium přestaveb genů pro imunoglobuliny (Ig) a T-buněčné receptory (TCR), kterými lymfocyty zajišťují odpověď na antigenní stimulaci. Naše skupina se v mezinárodní spolupráci zaměřuje na vývoj nástrojů založených na detekci Ig/TCR pomocí NGS pro aplikaci v diagnostice a výzkumu imunopatologických stavů, především pro měření minimální reziduální nemoci u malignit z lymfoidní řady a studium imunitního repertoáru.

Vedoucí projektu: Eva Froňková

 

Imunopatologické mechanismy selhání kostní dřeně

Selhání kostní dřeně jsou obecně vzácná onemocnění v dětském věku a propojují vzájemně imunologii a hematologii. Buňky imunitního systému se různou měrou podílejí u jednotlivých forem na selhání krvetvorby a v současné době máme nástroje (hmotnostní a spektrální cytometrieú umožňující studium mnoha molekul na jedné buňce, tak i hodnocení množství komplexních subpopulací.

Vedoucí projektu: Ester Mejstříková


Genetické příčiny imunopatologických stavů

NGS umožnilo bezprecedentní vhled do biologie a příčin imunodeficitů a syndromů imunitní dysregulace. Pomocí celoexomové sekvenace odhalujeme genetické mechanismy u pacientů s příznaky selhání imunitního systému a snažíme se popsat a funkčně validovat příčiny těchto onemocnění.

Vedoucí projektu: Eva Froňková

 

Detekce komplexních leukocytárních změn hmotnostní cytometrií

Pomocí unikátní technologie hmotnostní cytometrie studujeme změny povrchových znaků i fosforylovaných kináz u pacientů s poruchami hematopoietického sytému a sledujeme změny indukované specifickými inhibitory.

Vedoucí projektu: Tomáš Kalina

 

Dysregulace imunitního systému: vlastnosti lymfocytů u pacientů s immunodeficiencí a autoimunitními projevy

Vyvíjíme metody časné detekce geneticky podmíněných imunopatologických stavů pomocí cytometrických analýz. Funkčně testujeme abnormality funkce lymfocytů při primárních imunodeficitech.

Vedoucí projektu: Tomáš Kalina



Projekty zaměřené na studium nádorového metabolismu:

 

Studium změn metabolismu u leukemických buněk

Změněný metabolismus hraje důležitou úlohu nejen při progresi leukémie, ale samotná změna je také důvodem rozdílné odpovědi na léčbu a vzniku případné rezistence k současné terapii. Naším cílem je studium role metabolismu v leukemogenezi řízené genetickými aberacemi přítomnými při diagnóze nebo relapsu. Dále nás zajímá charakterizace bazálního metabolismu leukemických buněk a jeho vliv na odpověď na léčbu, studium přeprogramování metabolismu leukemických buněk způsobeného cytostatiky a důsledky této změny ovlivňující citlivost k léčbě a její účinnost.

Vedoucí projektu: Júlia Starková

 

Studium mechanizmu účinku L-asparaginázy

L-asparagináza je klíčovým cytostatikem používaným v léčbě dětské akutní lymfoblastické leukémie. Cytotoxický efekt L-Asp spočívá ve schopnosti depletovat extracelulární asparagin a glutamin, na což jsou leukemické buňky velmi citlivé pravděpodobně kvůli snížené aktivitě glutamin-dependentního enzymu asparagin syntetázy. Úlohou tohto projektu je detailněji popsat mechanizmus účinku L-asparaginázy což přispěje k lepšímu pochopení rozdílů mezi citlivými a rezistentními pacienty a také umožní navrhnout lepší stratifikaci v rámci léčebného protokolu.

Vedoucí projektu: Júlia Starková

    


Projekty zaměřené na studium solidních nádorů:

 

Molekulární aberace a možnosti tekuté biopsie u testikulárních germinálních nádorů a dalších solidních tumorů

V projektech analyzujeme molekulární aberace detekovatelné v různých fázích onemocnění testikulárními germinálními nádory s cílem identifikovat změny zodpovědné za progresi onemocnění, vznik rezistence na léčbu, případně nové léčebné cíle. Dále studujeme možnosti, limity a klinický význam detekce volné cirkulující nádorové DNA a cirkulujících nádorových buněk u testikulárních germinálních nádorů a dalších solidních malignit.

Vedoucí projektu: Ludmila Boublíková 

 

Imunologické vyšetření lymfomů v dětském věku 

Vývoj diagnostických a prognostických nástrojů pro subtypy lymfomů v dětském věku pomocí průtokové cytometrie. Histopatologické hodnocení tkáně má nezastupitelné místo v diagnostice lymfoproliferací. Nicméně průtoková cytometrie dokáže množstvím hodnocených znaků velmi dobře popsat, jak vlastní nádorovou tkáň, tak i prostředí okolo.

Vedoucí projektu: Ester Mejstříková 

 

 

Projekty zaměřené na genovou terapii:


Genová editace v léčbě vrozených syndromů selhání kostní dřeně

Genová terapie, konkrétně genová editace (např. systém CRISPR/Cas9) představuje novou naději pro pacienty s geneticky podmíněnými onemocněními neboť umožňuje v buňkách pacientů opravit mutovaný gen odpovědný za vznik onemocnění. Zejména u chorob postihujících hematopoézu představují takto opravené kmenové buňky atraktivní alternativu klasické transplantace kostní dřeně. V rámci projektu vyvíjíme editační nástroje pro opravu kauzálních mutací u pacientů s vrozenými syndromy selhání kostní dřeně a studujeme jejich možné využití v budoucí léčbě těchto pacientů.

Vedoucí projektu: Karolina Škvárová Kramarzová


Studium příčin vzniku vrozených poruch hematopoézy

Pro průkaz kauzality nově identifikovaných mutací a následné navržení cílené léčby lze využít i unikátní metodu genové editace. Pomocí této technologie lze modelovat fenotyp dané mutace mnohem přesněji než doposud používanými metodami. V projektu využíváme systém CRISPR/Cas9, pomocí kterého vytváříme biologické modely pro studium patogenity nově popsaných mutací u pacientů s hematologickými onemocněními nejasné etiologie.

Vedoucí projektu: Karolina Škvárová Kramarzová