Fyziologický ústav AV ČR: Místo, kde se přichází na kloub civilizačním chorobám

Podílí se také na činnosti centra BIOCEV a všestranně se zapojuje do modernizace a větší integrace krčského areálu. Do pražské Krče zavítala v úterý 15. září 2020 předsedkyně AV ČR Eva Zažímalová v rámci svého turné po akademických pracovištích.

Akademie věd ČR: Fyziologický ústav AV ČR

Akademie věd ČR: Fyziologický ústav AV ČR

Oddělení Metabolomika

Servisní oddělení zajišťuje metabolomickou analýzu polárních metabolitů, lipidů a sloučenin exposomu v biologických materiálech metodami kapalinové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií (LC–MS).

V rámci projektů využívíme LC–MS postup LIMeX (LIpids, Metabolites and eXposome compounds) pro souběžnou extrakci komplexních lipidů, polárních metabolitů a sloučenin exposomu, která kombinuje cílenou a necílenou LC–MS analýzu. Ve studiích zaměřených na lidské kohorty reportujeme obvykle přes 500 komplexních lipidů, 100 polárních metabolitů a desítky sloučenin exposomu (zejména složek potravin a farmaceutických léčiv).

Cílená analýza je k dispozici pro specifické nízkoabundantní lipidové mediátory (eikosanoidy, endokanabinoidy a větvené estery oxidovaných mastných kyselin (FAHFA)) a steroidy.

Měříme také metabolity značené stabilními izotopy pomocí ¹³C/²H glukosy a ²H₂O (fluxomika).

Pro studie ADME vyvíjíme a validujeme analytické metody pro cílenou analýzu potenciálních kandidátních léčiv v souladu s SLP požadavky.

Laboratoř je vybavena vysokorozlišovacím hmotnostním spektrometrem (Thermo Q Exactive Plus) s kapalinovým chromatografem (Thermo Vanquish) a hmotnostním spektrometrem s quadrupolém/lineární iontovou pastí (SCIEX QTRAP 5500) s kapalinovým chromatografem (Dionex/Thermo Ultimate 3000 RSLC) a vzorkovačem pro přímou infuzi.

Metabolomické soubory jsou zpracovávány za použití nejmodernějších softwarových programů, včetně anotace lipidů, polárních metabolitů a dalších detekovaných sloučenin pomocí vlastních, open-source a komerčních MS/MS spektrálních knihoven. Získaná data se dále zpracovávají pomocí jednorozměrných nebo vícerozměrných statistických metod.

Platformy

• Kombinovaná necílená a cílená analýza komplexních lipidů (LIMeX)
• Kombinovaná necílená a cílená analýza polárních metabolitů a látek pocházejících z vnějšího prostředí (LIMeX)
• Cílená analýza specifických lipidových mediátorů a steroidů
• Cílená analýza metabolitů značených stabilnými isotopy -Cílená analýza farmaceutických sloučenin pro ADME studie

Matrice

• Plazma, sérum, tkáně (např. játra, srdce, plíce, sval, tuková tkáň), buňky, exosom, mléko

FZU AV CR: LIMeX postup pro kombinovanou necílenou a cílenou analýzu komplexních lipidů, polárních metabolitů a látek pocházejících z vnějšího prostředí

Oddělení Translační metabolismus

Náš výzkum zahrnuje použití technik založených na hmotnostní spektrometrii k provádění metabolomické a proteomické analýzy různých biologických vzorků. Zabýváme se vývojem a aplikací metod kapalinové chromatografie a kapilární elektroforézy ve spojení s hmotnostní speoktrometrií (LC–MS, CE–MS) pro důkladnou charakterizaci a kvantifikaci komplexních lipidů (lipidom), polárních metabolitů (metabolom), různých exogenních sloučenin jako například složky potravin a léčiva (exposom) a proteinů (proteom). Zaměřujeme se také na zdokonalení zpracování dat, statistické metody a vizualizaci omics dat.

Úspěšně jsme integrovali metody LC–MS pro cílenou a necílenou analýzu lipidů, polárních metabolitů a sloučenin exposomu (LIMeX) pro různé typy vzorků a používáme je pro studie zaměřené na kardiovaskulární onemocnění, diabetes 2. typu, lipogenezi, cirkadiánní rytmy a adherenci k medikamentózní léčbě.

Zkoumáme také proteom lidských zubů a slin a jejich spojitost se zubním kazem. Dále se zabýváme analýzou proteomického složení patologických tkání u onemocnění clubfoot (pes equinovarus, noha kososvislá) a mechanismy remodelace stěny plicních artérií během rozvoje plicní hypertenze. Jsou studovány rovněž posttranslační modifikace proteinů probíhající při stárnutí i chorobách organismu.

Hlavní směry výzkumu

• Jednoduché, rychlé a robustní metody pro projekty zaměřené na metabolomiku a proteomiku
• Zpracování, statistická analýza a vizualizace metabolomických dat
• Nové separační metody (LC–MS, kapilární elektromigrační techniky včetně CE–MS) pro fyziologický výzkum
• Metabolomika pro studium cirkadiánních rytmů
• Metabolomika a proteomika pro objevování nových biomarkerů lidského zdraví
• Prediktivní úloha proteomického složení zubů a slin v etiologii zubního kazu
• Analýza extracelulární hmoty: od proteinů po tkáňovou architekturu u idiopatického pes equinovarus (noha kososvislá)
• Mechanismy remodelace stěny plicních artérií během rozvoje plicní hypertenze
• Posttranslační modifikace proteinů v průběhu stárnutí i chorob (např. diabetes mellitus)

FZU AV CR: Translační metabolismus: Překlenutí mezery mezi výzkumem a medicínou v metabolismu