Východoslovenský ústav
srdcových a cievnych chorôb, a.s.

Úsek pre biomedicínsky výskum

 

Všeobecné informácie

Úsek pre biomedicínsky výskum bol založený v roku 2009. Úlohou úseku je vykonávať vedecko-výskumnú činnosť v oblastiach kardiovaskulárnej, regeneratívnej a onkologickej medicíny.

 

Personál úseku

Odborný pracovník pre biomedicínsky výskum:

  • RNDr. Peter Gál, PhD.
  • PharmDr. Vlasta Gálová
  • MUDr. Ivan Kováč
  • MUDr. Martin Novotný, PhD.
  • RNDr. Pavol Szabo, PhD.
  • RNDr. Lenka Varinská, PhD.
  • MUDr. Tomáš Vasilenko, PhD.

 

Laborantka

  • Magdaléna Majnušová

 

Riešené témy

1. Glykobiológia hojenia rán a nádorov – v spolupráci s Anatomickým ústavom 1. LF UK v Prahe, Ústavom farmakológie LF UPJŠ v Košiciach a Ústavom fyziologickej chémie LMU v Mníchove

Problematika je riešená s podporou Agentúry pre vedu a výskum (www.apvv.sk) v rámci grantu APVV-14-0731 „Galektíny ako potencionálne modulátory mikroprostredia nádoru/rany“

Galektíny patria medzi endogénne lektíny – bielkoviny špecificky rozpoznávajúce cukorné motívy. Galektíny hrajú významné úlohy v procesoch bunkovej proliferácie, diferenciácie, migrácie a tvorby medzibunkovej hmoty. Navyše sú schopné prenášať bunkové signály a podieľať sa na medzibunkových interakciách. Podobne bolo dokázané, že galektíny zohrávajú dôležitú úlohu pri tvorbe mikroprostredia nádoru a/alebo hojacej sa rany (Obr. 1 a 2).

 

Obr. 1: Kultúra normálnych ľudských kožných keratinocytov. V kontrole (A) sú všetky bunky diferencované. Keratinocyty pestované na matrici bohatej na galektín-1 (B) spontánne dediferencujú pričom exprimujú keratín-19 a vykazujú tak fenotyp podobný epidermálnym kmeňovým bunkám.

 

Obr. 2: Kožná rana po 21 dňoch hojenia u potkana. Rana lokálne stimulovaná galektínom-1 (B) vykazuje výrazne lepšiu schopnosť kontrakcie v porovnaní s kontrolou (A).

 

2. Fytoterapia rán – v spolupráci s Anatomickým ústavom 1. LF UK v Prahe, APOLLO RESEARCH CORP., Inc., San Diego, CA, USA a Katedrou farmakognózie a botaniky FaF UK v Bratislave

Aj v súčasnosti predstavuje fytoterapia hojenia rán jediný spôsob terapie v niektorých regiónoch sveta. Využívanie fytoterapie na stimuláciu hojenia kožných rán má mnohé výhody. Táto metóda predstavuje väčšinou lacnú a ľahko dostupnú alternatívu ku klasickej terapii. Našim cieľom je zabudovať vybrané rastlinné extrakty (a izolované účinné látky z rastlín), ktoré výrazne zrýchľujú hojenia rán do priehľadných ľahko v klinickej praxi aplikovateľných hydrogélových nosičov.

 

Obr. 3: Kožná rana u potkana po vytvorení (A) a po 7 dňoch (B) hojenia u potkana. Rana krytá hydrogélovým nosičom (C) nesúcim účinnú látku po vytvorení (C) a po 7 dňoch hojenia (D). Na obrázku je vidieť, že krytá rana (D) sa hojí rýchlejšie v porovnaní s kontrolou (B).

 

3. Úloha estrogénov a fytoestrogénov v hojení rán a ischemickom poškodení vybraných tkanív – v spolupráci s Anatomickým ústavom 1. LF UK, Ústavom farmakológie LF UPJŠ v Košiciach a Katedrou farmakognózie a botaniky FaF UK v Bratislave

Problematika je riešená s podporou Grantovej agentúry ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu v rámci grantu VEGA-1/0048/15 „Vplyv estrogénovej substitučnej terapie na hojenie rán a prežívanie kožných lalokov“

V súčasnosti sa až tretina života ženy odohráva v období zníženej koncentrácie estrogénov, tzv. postmenopauzálnom období. Estrogénové receptory sa nachádzajú v bunkách zapojených do tkanivovej regenerácie a reparácie, a teda môžeme predpokladať, že estrogény budú zohrávať významnú úlohu pri modulácii týchto procesov (Obr. 4).

 

Obr. 4: Kultúra normálnych ľudských kožných fibroblastov. V kontrolnej kultúre (A) nedochádza k spontánnej diferenciácii fibroblastov na myofibroblasty (SMA) a tvorí sa len minimálne množstvo fibronektínovej matrice (Fibr). Po stimulácii buniek agonistom estrogénového receptora alfa (B) dochádza k diferenciácii fibroblastov na myofibroblasty a zvýši sa tvorba matrice. Najvýraznejšiu tvorbu matrice pozorujeme po stimulácii buniek agonistom estrogénového receptora beta (C), nedochádza však k diferenciácii fibroblastov na myofibroblasty.

 

Vytváranie kožných lalokov (Obr. 5) patrí medzi bežne používané postupy v plastickej chirurgii. Aj pri úspešných rekonštrukčných operáciách využívajúcich techniku kožných lalokov je častou komplikáciou nekróza laloka podmienená ischémiou tkaniva. Našim cieľom je zistiť či u ovarektomizovaných zvierat dochádza k zhoršenému prežívaniu kožných lalokov a či systémová liečba s estradiol-benzoátom je schopná tento nepriaznivý stav zvrátiť.

 

Obr. 5: A – kožný lalok (KL) vytvorený na chrbte potkana odrezaním kože obdĺžnikovitého tvaru, jej uvoľnením od podkožia, ale so zachovaním cievneho a kožného spojenia na báze. Následne je lalok sutúrami prichytený do pôvodnej polohy; B – po jednom týždni hojenia je vidieť nekrózu (N) konca laloka a ischemickú oblasť bližšie k báze laloka.

 

4. Nízko-intenzitná laserová terapia hojenia rán – v spolupráci s Physiotherapy Research Group, Faculty of Medicine and Dentistry, University of Bergen, Bergen, Nórsko

V oblasti laserovej terapie hojenia rán boli publikované rozporuplné výsledky. Stále nie je známy presný mechanizmus účinku a ani vzťahy medzi základnými parametrami žiarenia a modulačným účinkom na hojenie. Našim cieľom je testovať rôzne parametre žiarenia na úrovni buniek a rôznych animálnych modeloch hojacej sa rany.

 

5. Galektíny ako markery poškodenia myokardu – v spolupráci s Ústavom farmakológie UPJŠ LF v Košiciach

Ukázalo sa, že galektín-3 je vo zvýšenej miere exprimovaný v tkanivách, v ktorých dochádza k fibrotickým zmenám. Na druhej strane sme zistili, že zvýšená expresia galektínu-1 koreluje s výskytom myofibroblastov v karcinómoch hlavy a krku. Existuje až 15 rôznych galektínov (rozdelených do 3 tried) s rôznymi biologickými účinkami (Obr. 6). Z toho dôvodu je našim cieľom sledovať expresie spomínaných galektínov u pacientov s chronickým zlyhávaním srdca a hľadať tak nové diagnostické markery umožňujúce skorú detekciu závažných ochorení.

 

Obr. 6: Schematické znázornenie základnej štruktúry galektínov. Prototypové galektíny (1, 2, 5, 7, 10, 11, 13, 14 a 15), obsahujúce jednu (monomér) alebo dve identické CRD (homodimér). Tandemové galektíny (4, 6, 8, 9, a 12), pozostávajú  z 2 CRD navzájom spojených krátkym polypeptidovým reťazcom. Chimerický galektín (3) je zložený z nelektínovej domény napojenej na CRD.  Môže byť vo forme monoméru, ale aj spájaný až do pentaméru.

 

Profilové publikácie

1. Gál P, Toporcer T, Grendel T, Vidová Z, Smetana K Jr, Dvoránková B, Gál T, Mozes S, Lenhardt L, Longauer F, Sabol M, Sabo J, Backor M. Effect of Atropa belladonna L. on skin wound healing: biomechanical and histological study in rats and in vitro study in keratinocytes, 3T3 fibroblasts, and human umbilical vein endothelial cells. Wound Repair Regen. 2009 May-Jun;17(3):378-86. [IF2008=2.152]

2. Lacjaková K, Bobrov N, Poláková M, Slezák M, Vidová M, Vasilenko T, Novotný M, Longauer F, Lenhardt L, Bober J, Levkut M, Sabol F, Gál P. Effects of equal daily doses delivered by different power densities of low-level laser therapy at 670 nm on open skin wound healing in normal and corticosteroid-treated rats: a brief report. Lasers Med Sci. 2010 Sep;25(5):761-6. [IF2009=2.574]

3. Sabol F, Vasilenko T, Novotný M, Tomori Z, Bobrov N, Zivčák J, Hudák R, Gál P. Intradermal running suture versus 3M™ Vetbond™ tissue adhesive for wound closure in rodents: a biomechanical and histological study. Eur Surg Res. 2010;45(3-4):321-6. [IF2009=1.500]

4. Grendel T, Sokolský J, Vaščáková A, Hrehová B, Poláková M, Bobrov N, Sabol F, Gál P. Low-level laser therapy (LLLT) at 830 nm positively modulates healing of tracheal incisions in rats: a preliminary histological investigation. Photomed Laser Surg. 2011 Sep;29(9):613-8. [IF2010=1.633]

5. Dvořánková B, Szabo P, Lacina L, Gál P, Uhrova J, Zima T, Kaltner H, André S, Gabius HJ, Sykova E, Smetana K Jr. Human galectins induce conversion of dermal fibroblasts into myofibroblasts and production of extracellular matrix: potential application in tissue engineering and wound repair. Cells Tissues Organs. 2011;194(6):469-80. [IF2010=2.302]

6. Novotný M, Vasilenko T, Varinská L, Smetana K Jr, Szabo P, Sarišský M, Dvořánková B, Mojžiš J, Bobrov N, Toporcerová S, Sabol F, Matthews BJ, Gál P. ER-α agonist induces conversion of fibroblasts into myofibroblasts, while ER-β agonist increases ECM production and wound tensile strength of healing skin wounds in ovariectomised rats. Exp Dermatol. 2011 Sep;20(9):703-8. [IF2010=4.159]

7. Valach J, Fík Z, Strnad H, Chovanec M, Plzák J, Cada Z, Szabo P, Sáchová J, Hroudová M, Urbanová M, Steffl M, Pačes J, Mazánek J, Vlček C, Betka J, Kaltner H, André S, Gabius HJ, Kodet R, Smetana K Jr, Gál P, Kolář M. Smooth muscle actin-expressing stromal fibroblasts in head and neck squamous cell carcinoma: increased expression of galectin-1 and induction of poor prognosis factors. Int J Cancer. 2012 Dec 1;131(11):2499-508. [IF2011=5.444]

8. Gál P, Vasilenko T, Kováč I, Kostelníková M, Jakubčo J, Szabo P, Dvořánková B, Sabol F, Gabius HJ, Smetana K Jr. Atropa belladonna L. water extract: modulator of extracellular matrix formation in vitro and in vivo. Physiol Res. 2012 Jul 20;61(3):241-50. [IF2011=1.555]

9. Ivanova L, Varinska L, Pilatova M, Gál P, Solar P, Perjesi P, Smetana K Jr, Ostro A, Mojzis J. Cyclic chalcone analogue KRP6 as a potent modulator of cell proliferation: an in vitro study in HUVECs. Mol Biol Rep. 2013 Jul;40(7):4571-80. [IF2012=2.506]

10. Vasilenko T, Slezák M, Novotný M, Kováč I, Durkáč J, Tomková I, Torma N, Vrzgula A, Lenhardt L, Levkut M, Gál P. Pre- and/or postsurgical administration of estradiol benzoate increases skin flap viability in female rats. Aesthetic Plast Surg. 2013 Oct;37(5):1003-9. [IF2012=1.264]

 

Kontakt

e-mail: pgal@vusch.sk

tel.: +421 55 234 3251

fax: +421 55 789 1613