Ústav experimentální medicíny AV ČR v listopadu úspěšně dokončil dva investiční projekty, jejichž cílem bylo pořízení přístrojového vybavení do nově vzniklého Výzkumného centra genomiky a proteomiky a do Laboratoře pokročilého zobrazování živých tkání. K investici byly využity prostředky z Operačního programu Praha-Konkurenceschopnost v celkové výši 29 950 000 Kč. Jedním z cílů centra bude studium vlivu znečištěného ovzduší na změny v lidské DNA prostřednictvím moderních metod sekvenování, čipové analýzy, proteinové analýzy a analýzy funkčních vlastností buněk, což nám umožní komplexně pojmout zkoumání vlivů různých látek (zejména v ovzduší) na lidský organismus,“ uvedl Radim Šrám, vedoucí Oddělení genetické ekotoxikologie ÚEM, odpovědný za provoz výzkumného centra. Nově vzniklé Výzkumné centrum genomiky a proteomiky se skládá z několika systémů – systému pro sekvenování, systému pro čipovou analýzu, systému pro proteinovou analýzu a automatického sběrače buněk. První systém se jmenuje MiSeq a umožňuje ve srovnání s klasickými metodami sekvenování provádět analýzy mnohem delších úseků nukleových kyselin za výrazně kratší dobu a při menším počtu kroků. Bude sloužit ke stanovení sekvence nukleotidů v genech a kratších úsecích DNA a RNA včetně microRNA. Výhodou tohoto systému je, že může být napojen na internet, takže sekvenování lze sledovat a analyzovat i mimo laboratoř. Druhý systém se nazývá iScan a bude využíván převážně pro hodnocení exprese RNA na celogenomové úrovni, která představuje první krok v realizaci genetické informace. Zařízení pro měření koncentrací proteinů a nukleových kyselin pomocí imunofluorescenční metody XMAP napomůže identifikaci klíčových regulátorů při regeneraci širokého spektra zkoumaných tkání včetně chrupavky, kosti, kůže a srdečně-cévního systému a umožní tak akceleraci výzkumu a vývoje tkáňově inženýrských náhrad pro medicínské a veterinární aplikace. Rychlost skenování závisí na typu čipu a vzorku a pohybuje se od 20 sekund do 26 minut. Systém pro proteinovou analýzu Bio-Plex 200 bude sloužit k měření proteinů a nukleových kyselin. Jeho prostřednictvím lze současně analyzovat až 100 biomolekul (proteinů, nukleových kyselin) v jediném vzorku při využití 96jamkových mikrotitračních destiček. Základem systému je technologie xMAP, která pracuje s mikroskopickými kuličkami barevně označenými dvěma fluorofory, jež umožňují identifikaci až 100 různých barevných odstínů, a tedy označení až 100 vzorků. Výhodou systému je vysoká citlivost, měření mnoha antigenů najednou, minimalizace objemu reagencí a rychlost. Další součástí centra je automatický sběrač buněk Harvester96, který bude sloužit k přesné charakterizaci růstu buněk ovlivněných stimulujícími nebo inhibičními faktory. Buňky kultivované v tkáňových kulturách mohou být na tomto přístroji kvantitativně izolovány, analyzovány na molekulární úrovni a propojeny s proteinovou nebo genetickou analýzou na dalších přístrojích. K jeho výhodám patří možnost „high-throughput“ analýz v 96jamkovém formátu, odběry vzorků zabraňující kontaminaci pracovních ploch, snadná omyvatelnost, čištění ultrazvukem a v neposlední řadě spolehlivost. Přístrojové vybavení bude využíváno interdisciplinárně, tzn. již zmíněným Oddělením genetické ekotoxikologie, dále pak Oddělením neurověd a Oddělením tkáňového inženýrství a rovněž Oddělením transplantační imunologie. Druhým novým pracovištěm je Laboratoř pokročilého zobrazování živých tkání, která nyní disponuje nejmodernějším za ř ízením pro pozorování živých preparátů (buněčných kultur a různě silných tkáňových řezů) ve vodném médiu – vzpřímeným konfokálním fluorescenčním mikroskopem Olympus FV1200 MPE a rychlým monochromátorem pro multifrekvenční excitaci fluorescence Sutter Lambda DG4. Mikroskop je vybaven řadou laserů a objektivů – suchých, olejových a vodních s dlouhou pracovní vzdáleností. Disponuje rovněž detektorem pro procházející světlo, konfokálními detektory, standardními multifotonovými detektory a vysoce citlivými GaAsP detektory, které umožňují detekci fluorescence na úrovni jedné molekuly. S mikroskopem lze snímat a hodnotit 3D fluorescenční obraz fixovaných preparátů a snímat časové změny prostorového rozložení fl uorescenčního značení. Vedle těchto klasických funkcí lze s mikroskopem provádět také spektrální analýzu fl uorescence vzorku a citlivou detekci slabých fluorescenčních signálů. Mikroskop byl pro toto pracoviště pořízen především proto, aby bylo možné bezprostředně pozorovat buňky v živé tkáni. Jeho unikátní součástí je digitální směšovač plynů, který umožňuje udržovat buňky a tkáně v definované atmosféře plynů CO2, O2 a N2. Kromě toho poskytuje mikroskop řadu dalších funkcí, které umožňují zlepšit snímání preparátů. Jednou z nich je vysoký dynamický rozsah detektoru umožňující zobrazení objektů s řádově odlišnou intenzitou fluorescence. Další jedinečnou vlastností mikroskopu je rychlost snímání, která umožňuje zachytit náhlé změny v živé tkáni. Zmínit je třeba rovněž možnost vícefotonové excitace, díky níž lze zobrazovat i poměrně hluboké tkáňové struktury. Nově zřízené pracoviště tak umožní jak rychlé sledování iontové odezvy na fyziologické či farmakologické podněty, tak detailní trojrozměrný popis změn distribuce specifických proteinů či morfologických změn, a to bez kompromisů v časovém či prostorovém rozlišení. Výzkum v laboratoři prováděný multidisciplinárním týmem specialistů z různých oddělení ÚEM a Ústavu neurověd 2. lékařské fakulty UK v Praze bude přispívat k poznání aspektů výskytu a průběhu neurodegenerativních onemocnění (Alzheimerovy choroby, Parkinsonovy choroby, amyotrofické laterální sklerózy, cévních mozkových příhod) a posttraumatických stavů a s nimi souvisejících komplikací (míšních a mozkových poranění, posttraumatického edému, epilepsie). Petr Jechort