Funkční genomika – Michal Šmída

• Mechanismy rezistence na terapii monoklonálními protilátkami u B-buněčných malignit
• Cílené editace genů a celogenomové knockout screeningy využitím CRISPR/Cas9 technologie pro predikci nových cílených terapií
• Přenastavení schválených léčiv pro personalizovanou terapii u solidních a hematologických nádorových onemocnění

• Analýza molekulárních mechanismů regulujících expresi CD20 jako primárního cíle imunoterapie a prozkoumání možných senzibilizujících přístupů
• Vytvoření různých buněčných modelů editovaných pomocí CRISPR/Cas9 technologie za účelem analýzy funkčních dopadů jednotlivých mutovaných genů a navržení potenciálních cílů terapie
• Provedení rozmanitých buněčných screeningů (pomocí knihoven léčiv, inhibitorů, RNA interference nebo CRISPR/Cas9 zprostředkovaných knockoutů) pro identifikaci synteticky letálních interakcí a predikci cílené terapie specificky pro individuální mutace genů přítomné u solidních a hematologických nádorových onemocnění
• Vývoj a optimalizace nádorové terapie využitím geneticky upravených T lymfocytů nesoucích chimérický antigenní receptor

Moderní nádorová léčba se v současnosti zaměřuje na personalizaci terapie. Hlavní důraz je kladen na vývoj specifických nízkomolekulárních inhibitorů cílených na klíčové buněčné složky důležité pro tumorigenezi. V naší laboratoři především usilujeme o identifikaci nových cílů takové terapie, které by mohly být využity v klinické praxi jako inovativní cílená léčba.

Využíváme množství technik molekulární a buněčné biologie, abychom prozkoumali molekulární mechanismy regulující expresi povrchové molekuly CD20, jež je primárním cílem terapie u B-buněčných malignit. Exprese proteinu CD20 je ovšem často snížena, což vede k rezistenci na terapii. Lepší pochopení regulačních mechanismů CD20 molekuly může odhalit nové cíle, které mohou být farmakologicky ovlivněny pro navýšení exprese CD20 a tím zlepšení účinnosti terapie.

Revoluční CRISPR/Cas9 technologie ve spojení s lentivirovou infekcí využíváme k tvorbě buněčných modelů nesoucích nejčastější mutace vyskytující se u rakovinných pacientů. Funkční důsledky takových mutací na buněčnou signalizaci a buněčný fenotyp jsou poté důsledně analyzovány. Vytvořené mutované linie jsou vystaveny působení knihoven nízkomolekulárních inhibitorů anebo knihoven CRISPR knockout konstruktů pro geny celého genomu. Měření poklesu viability buněk nám umožňuje identifikaci kritických slabých míst indukovaných vloženými aberacemi. Molekulární mechanismy zapříčiňující pozorované synteticky letální interakce jsou poté detailně prostudovány.

Provádíme také screening knihoven již klinicky schválených léčiv na různých klinických vzorcích in vitro. To může vést k elegantnímu tzv. drug repurposing, tedy k aplikaci schválené látky na jinou indikaci či nemoc, na kterou dříve nebyla testována. Tento přístup se v minulosti ukázal jako chytrý způsob relativně rychlého a levného vývoje nových léčebných modalit.

Zavádíme a optimalizujeme průlomovou terapii, která je nyní ve světě testována v klinických studiích u hematologických i solidních nádorů. Tato léčba spočívá ve vnesení syntetického chimérického antigenního receptoru do pacientových vlastních T lymfocytů. Takto modifikované lymfocyty jsou poté vneseny zpět do pacienta, kde rozeznávají maligní buňky specificky díky svému novému antigennímu receptoru a způsobují eliminaci nádorových buněk.

Souhrnně lze říci, že všechny naše projekty mají za cíl dešifrovat funkční změny spouštěné maligní transformací a objevovat nová „zranitelná“ místa maligních buněk, která mohou být využita v klinice jako jedinečná personalizovaná terapie vhodná pro stratifikované skupiny pacientů.