Hostitelský mikrobiom spolu s genetickou predispozicí jedince jsou důležitými faktory v etiopatogenezi refluxní choroby jícnu (GERD), která významně zvyšuje riziko rozvoje ezofagitidy (RE), Barrettova jícnu (BE) a adenokarcinomu ezofagu (EAC). Cílem projektu je determinace markerů na úrovni mikrobiomu, genů hostitele a jejich interakcí pro časnější diagnostiku a predikci rozvoje BE a EAC. Projekt obsahuje 3 části: (1) analýzu metagenomu a metatranskriptomu v několika lokalitách gastrointestinálního traktu (GIT) u pacientů s GERD, (2) analýzu hostitelského exomu a transkriptomu ve tkáni jícnu u pacientů s BE/EAC, a (3) analýzu genetického profilu pacientů s GERD a jeho komplikacemi. Mutace v exomu/genomu pacienta a míra exprese genů ve tkáni jícnu budou korelovány s mikrobiomem a jeho funkční aktivitou v GITu a klinickým nálezem doplněným o in vivo endomikroskopii. Na základě získaných dat se pokusíme navrhnout modifikaci standardního režimu péče o pacienty s GERD s cílem předejít pokročilým a ireverzibilním změnám snižujícím kvalitu života pacientů, resp. ohrožujících je na životě.; Along with individual's genetic predisposition, host microbiome is an important factor in etiopathogenesis of gastroesophageal reflux disease (GERD), increasing significantly risk of developing esophagitis (RE), Barrett's esophagus (BE), and esophageal adenocarcinoma (EAC). The project aim is to determine markers at the level of microbiome, host genes and their interactions for earlier diagnosis/prediction of BE and EAC The project includes analyses of (1) metagenome and metatranscriptome at several sites of gastrointestinal tract (GIT) in GERD patients, (2) host exome and transcriptome in esophageal tissue in patients with BE/EAC, and (3) genetic profile of GERD patients. Mutations in patient ́s exome/genome and gene expression levels in esophagus tissue will be correlated with microbiome and its functional activity in the GIT and clinical finding with in vivo endomicroscopy. Based on the obtained data, we will propose modification of the standard care regime for GERD patients to avoid progressive/irreversible changes reducing patients ́ life quality or even threating their lives.

• Keywords
• sekvenování nové generace, mikrobiom, microbiome, Genetická predispozice, Genetic predisposition, In vivo diagnostika, refluxní choroba jícnu, Barrettův jícen, adenokarcinom jícnu, in vitro diagnostika, Barrett's esophagus, in vitro diagnostics, Next-generation sequencing, Esophageal adenocarcinoma, in vivo diagnostics, metatranskriptom, metatranscriptome, esophageal reflux disease,

• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Děti s vysoce rizikovými a relabujícími solidními nádory představují skupinu 15-20% onkologicky nemocných dětí, u kterých nedokážeme nepříznivý průběh jejich nemoci zvrátit. Pro tyto pacienty je nutné hledat nové možnosti a strategie léčby. Nezbytnou podmínkou pro efektivní terapii je nejen podrobná histopatologická charakterizace nádoru, ale také adekvátní molekulárně biologické vyšetření. V nádoru se může vyskytovat několik druhů aberací, které přispívají k rozvoji nádorového onemocnění. Jedná se např. o záměny menšího rozsahu, amplifikace onkogenů či delece tumor supresorových genů, či zvýšeně exprimované geny. Všechny tyto události lze identifikovat moderními metodami založenými na sekvenování nové generace. Některé z takto detekovaných změn představují potenciální terapeutický cíl, jiné jsou důležitými prognostickými faktory. Obecným cílem projektu je využití celoexomového sekvenování, sekvenování genomu s nízkým pokrytím a transkriptomu jako významných diagnostických nástrojů pro tvorbu individualizovaných léčebných plánů pro děti s vysoce rizikovými solidními nádory.; Children with high-risk and relapsed solid tumors represent 15-20% of children with malignant disease in whom current treatment approaches remain unsatisfactory. In these cases new and individialized treatment strategies are necessary. Essential condition for effective therapy is not only a detailed histopathological characterization of the tumor, but also its adequate molecular biological examination. There are several changes in the tumor that can drive its tumorigenesis, e.g. small substitutions, amplification of oncogenes and deletion of tumor suppressors or gene overexpressions. Mentioned events can be identified by modern methods based on next-generation sequencing. Some of these changes represent potential actionable target, others are important prognostic factors. The overall aim of this project is an utilization of whole exome sequencing, genome sequencing with low coverage and transcriptome sequencing as important tools for therapeutic planning in pediatric patients with high-risk solid tumors.

• Keywords
• sekvenování nové generace, personalizovaná medicína, personalized medicine, solid tumors, solidní nádory, Next-generation sequencing, precision medicine, dětská onkologie, pediatric oncology, precizní medicína,

• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Použití ibrutinibu a idelalisibu změnilo terapii chronické lymfatické leukémie (CLL), ale je třeba identifikovat efektivní terapeutické kombinace s těmito “BCR inhibitory”. Analyzovali jsme transkriptom CLL buněk získaných od pacientů během podávání “BCR inhibitorů” a identifkovali 2 nové mechanismy adaptace, které maligní B lymfocyty využívají in vivo pro přežití při inhibici BTK (a potenciálně PI3K inhibici). Budeme dále studovat tyto molekulární dráhy a pre-klinicky testovat použití 2 nových inhibitorů cílících na tyto mechanismy v kombinaci s „BCR inhibitory” (cíl 1a/b). Dále jsme analyzovali expresi molekul na povrchu CLL buněk, které by potenciálně mohly být cíleny monoklonálními protilátkami schválenými či testovanými u jiných chorob. Zjistili jsme, že ibrutinib i idelalisib indukují expresi CXCR4 a pozorovali potentní synergický účinek s novou terapeutickou anti-CXCR4 protilátkou v kombinaci s ibrutinibem a idelalisibem (cíl 2). Plánujeme dále studovat adaptační mechanismy u terapie ibrutinibem versus idelalisibem a pre-klinicky testovat 3 zmíněné nové terapeutické přístupy.; Approval of ibrutinib and idelalisib has changed the therapy of chronic lymphocytic leukemia (CLL), however, there is a clear need to identify efficient combinatorial therapy with these “BCR inhibitors”. We analyses transcriptome of CLL cells from patients treated with “BCR inhibitors” and identified 2 novel mechanisms that malignant B cells utilize in vivo to adapt and survive BTK inhibition (and potentially PI3K inhibition). We will further study these molecular pathways and pre-clinically test the use of 2 novel inhibitors targeting these mechanisms in combination with “BCR inhibitors” (aim 1a/b). Additionally, we analyzed CLL cell-surface molecules that could be potentially targeted by monoclonal antibodies approved or tested in other diseases. We observed that ibrutinib and idelalisib are inducing CXCR4 expression, and that a novel therapeutic anti-CXCR4 antibody potently synergizes with ibrutinib and idelalisib (aim 2). We plan to study the adaptation mechanisms to ibrutinib versus idelalisib therapy, and pre-clinically test the 3 novel therapeutic approaches.

• Keywords
• rezistence, resistance, chronic lymphocytic leukemia, therapy, Chronická lymfocytární leukémie, adaptace, adaptation, mTOR, mTOR, BTK, BTK, CXCR4, CXCR4, ibrutinib, ibrutinib, BCR signalling, BCR signalizace, therapy, idelalisib, BCR inhibitor, idelalisib, BCR inhibitor, PI3K, PI3K,

• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Genomické postupy v posledních letech významně prohloubily naše znalosti o genomickém podkladu dětských akutních leukemií. Abychom dále detailněji specifikovali genetickou a genomickou klasifikaci, použijeme metody sekvenování nové generace (zejména celotranskriptomové a celogenomové sekvenování) ke klasifikaci dosud geneticky nedefinovaných podskupin akutní lymfoblastické leukemie (ALL), ke studiu biologických a prognostických vlastností subtypů, které jsme v minulosti spoludefinovali, a k rozšíření malých, geneticky definovaných zajímavých podskupin ALL. Dále otestujeme možnosti celotranskriptomového sekvenování v diagnostice dětských akutních myeloidních leukemií (AML) bez známé genetické aberace. Porovnáme tento přístup s panelovým sekvenováním, které je v současnosti považováno za nový standard oboru. Chceme vytvořit nový diagnostický algoritmus pro nové dětské AML.; Genomic approaches in recent years significantly deepened our knowledge about the genomic landscape of childhood acute leukaemias. In order to further detail the genetic and genomic classification, we will apply next-generation sequencing (mostly whole transcriptome and genome sequencing) to classify so far genetically non-defined subtypes of acute lymphoblastic leukaemia (ALL), to study biological features and clinical outcome of subtypes of ALL we co-defined and to expand the small genetically-defined subgroups of ALL. Moreover, we will test the ability of whole transcriptome sequencing to categorise acute myeloid leukaemias (AML) without classical genetic aberrations and will compare this approach with the targeted sequencing, which is currently considered to be the new emerging standard in the field. This should lead to the definition of novel diagnostic algorithm for newly diagnosed childhood AML.

• Keywords
• akutní myeloidní leukemie, genomika, genomics, dětská leukemie, acute lymphoblastic leukaemia, acute myeloid leukaemia, akutní lymfoblastická leukemie, chidlhood leukaemia,

• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Navrhovaný projekt staví na dlouhodobém výzkumu naší skupiny v oblasti chronické lymfocytární leukémie (CLL). Projekt si klade za cíl prohloubit naše znalosti a lépe porozumět mechanismům klonální evoluce CLL buněk v průběhu onemocnění. Pro detailní charakterizaci nádorových buněk a sledování agresivních klonů v průběhu progrese onemocnění chceme využít moderní přístup analýzy na úrovni jednotlivých buněk (SCA). Budeme srovnávat transkriptomy tisíců CLL buněk získaných z opakovaných odběrů pacientů s relaps/refrakterní CLL (R/R CLL) což je onemocnění, které neodpovídá na léčbu nebo u něho dochází k progresi/relapsu dříve než za šest měsíců. R/R CLL reprezentuje významnou podskupinu onemocnění, která si zaslouží pozornost vzhledem k špatné prognóze onemocnění. Porozumění molekulárním mechanismům vedoucím k rozvoji R/R CLL umožní výběr nejvhodnější léčebné strategie, zvlášť v souvislosti s rychlým vývojem cílené léčby v poslední době.; The proposed project builds on our continuous well-established research on chronic lymphocytic leukemia (CLL). In this study, we would like to profound our knowledge to better understand the mechanisms underlying clonal evolution of CLL cells during the disease course. We will employ a challenging approach a single cell analysis (SCA) for detailed characterisation of malignant cells on single cell level with aim to monitor disease progression and to detect the most aggressive subclones of CLL. In particular, we will analyse and compare transcriptomes of thousands of CLL cells from consecutively collected samples of patients suffering from early relapsed/refractory disease (R/R CLL), which is defined by non-response to treatment or relapse within six months after therapy. Thus, R/R CLL represents a highly challenging subtype of disorder with very poor prognosis and deserves further attention. A deeper understanding of molecular mechanisms driving R/R CLL can help to select the best treatment approach, especially from the growing spectrum of targeted therapy.

• Keywords
• klonální evoluce, chronic lymphocytic leukemia, clonal evolution, Chronická lymfocytární leukémie, single cell analysis, Single cell analýza,

• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

V současnosti nejsme schopni určit příčiny vzácných geneticky podmíněných nemocí u ~50% případů a počet nově objevovaných kauzálních genů v posledních letech klesá. Naším záměrem je provést integrovanou analýzu genomu, transkriptomu, proteomu a metabolomu k určení genetické diagnózy ve skupině ~40 případů a rodin se vzácným geneticky podmíněným onemocněním, u kterých předchozí cílená klinická, biochemická a genetická vyšetření včetně exomového sekvenování nevedly k diagnóze. Využijeme našich zkušeností s novými technologiemi celogenomového sekvenování (NovaSeq), sekvenování dlouhých fragmentů jednotlivých molekul DNA (Oxford Nanopore, PacBio) a možností korelací genomové informace s výsledky analýz tělních tekutin, tkání, tkáňových kultur a vhodných buněčných modelů. Uplatníme nové bioinformatické nástroje analýzy multi-OMIC dat a nástroje umožňující globální sdílení fenotypových a genomických dat. Cílem je zrychlit poznání doposud nediagnostikovaných vzácných nemocí , zlepšení diagnostické výtěžňosti a zajištění inovativní péče o pacienty s vzácnými nemocemi v České Republice.; The failure to diagnose the cause of a rare genetic disease occurs in ~50% of the cases and the rate of discovery of novel genes and disease-gene relations appears to be declining. We intend to apply multi-OMIC approaches to identify causal genetic defects in ~40 selected cases from our previous studies, in which we have negative results from standard genetic and genomic analyses. We will benefit from our access and experience with new platforms for whole-genome analysis (NovaSeq), single molecule long read length sequencing (Oxford Nanopore, PacBio) and our ability to correlate genomic information with transcriptome, proteome and metabolome analyses of affected tissues, body fluids and patient cell-derived models. We will also apply new bioinformatics tools allowing effective integration of OMIC data and use tools enabling exchange of phenotypic and genomic information via shared platforms and tools worldwide. The ultimate goal is to accelerate understanding of these unsolved diseases, improve diagnostic yield, and deliver innovative care for rare genetic diseases in Czech Republic.

• Keywords
• Celogenomové sekvenování, Whole-genome sequencing, rare diseases, vzácná onemocnění, RNA sekvenování, RNA sequencing, genomika, genomics, sekvenovnání jednotlivých molekul DNA, single-molecule DNA sequencing,

• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Selekce během metastázování vede k posunu molekulárních profilů u jaterních metastáz kolorektálního karcinomu (CRLM) v porovnáni s primárním karcinomem tlustého střeva (CRC). CRC, které pocházejí z levé strany tlustého střeva, vykazují odlišné molekulární vlastnosti a prognózu a měli by být léčeni odlišně než pacienti s CRC pocházející z pravé strany. Genomové změny v solidních nádorech mohou umožnit prostřednictvím simultánního sekvenování DNA a RNA izolované z primárních a metastatických CRC sledování reakce pacienta na terapii. Hlavním cílem je identifikovat mutace spojené s předpovědí na léčbu. Získané výsledky budou porovnávany mezi CRC pacienty s dobrou a špatnou odpovědí na chemoterapii u pacientů s nádorem v levé nebo pravé části tlustého střeva. Přítomnost mutací bude nezávisle ověřena na větším počtu pacientů s CRC z České republiky i celosvětových konsorcií zaměřených na výzkum CRC. Význam projektu spočívá v zlepšení účinnosti léčby u pacientů s CRC.; Selection during metastasizing may shift molecular patterns by which colorectal cancer liver metastases retain their unique molecular profile. Colorectal tumors originating from the left side of colon harbor distinct molecular properties and prognosis and consequently should be treated differently from those in the right side. Genomic alterations in solid cancers can be characterized by next generation sequencing of DNA and RNA to monitor patient’s reaction to therapy. We aim to monitor genomic evolution of cancer in relation to the specific therapy by a whole exome and transcriptome sequencing of primary and metastatic colon cancer patients. The main aim is to identify mutations associated with therapy outcome. We will compare obtained outcomes between good and poor responders to chemotherapy originating from left- or right-side of CRC. The presence of mutations will be independently validated on a larger set of patients from both Czech Republic and Colorectal Consortia. The significance of the project lays on improvement of the therapy efficacy in colon cancer patients.

• Keywords
• rezistence, resistance, Metastasis, targeted therapy, cílená léčba, chemoterapie, chemotherapy, metastáza, colon cancer, karcinom střeva, specifická mutace, imunologický přístup, specific mutation, immunological approach,

• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Nádory tlustého střeva a konečníku (CRC) patří mezi tři nejčastější maligní onemocnění na světě. Protože většina kolorektálních karcinomů se vyvíjí z adenomatózních polypů, časná identifikace těchto adenomů v konečném důsledku sniží úmrtnost na CRC. Navzdory časnému kolonoskopickému odstranění polypů přetrvává u některých pacientů zvýšené riziko vzniku CRC. Na druhou stranu ne všichni jedinci s adenomy tlustého střeva mají vyšší riziko rozvoje CRC ve srovnání s obecnou populací. V předkládaném projektu se v prospektivní studii zaměříme na současnou profilaci transkriptomu a DNA metylomu u adenomů tlustého střeva. Průvodní analýza mikrobiomu sledovaných pacientů s adenomy přispěje k dalšímu ustavení specifických charakteristik, poukazujících na individuální riziko vývoje CRC. Výše uvedené ukazatele budou validovány u nezávislé skupiny osob s adenomy, u kterých je k dispozici dlouhodobé sledování. Kandidátní marker budou podrobeny funkčnímu testování in vitro. Naše studie mohou přispět k nalezení citlivých ukazatelů, predikujících riziko vzniku CRC.; Colorectal cancer (CRC) is the third common cancer worldwide. Since the majority of colorectal carcinomas evolve from adenomatous polyps, identification of these adenomas can reduce CRC mortality. Despite the removal of colonic polyps at an initial colonoscopy, some patients are still at an increased risk of developing CRC. However, not all individuals with colonic adenomas have a risk of developing CRC higher than that of the general population. In the present project, we will simultaneously profile transcriptome and DNA methylome in adenoma specimen in prospective study. Concomitant analysis of patient ́s microbiome is aimed at identifying specific characteristics capable of discriminating individuals at risk of developing CRC. Selected relevant characteristics will be validated in additional group of subjects with detail follow up as well as functionally tested in vitro. In summary, above markers could provide a sensitive tool in CRC risk prediction.

• Keywords
• mikrobiom, transkriptom, microbiom, přechod adenom-karcinom, metylom, predikze rizika CRC, adenoma-carcinoma transition, methylom, transcriptom, CRC risk prediction,

• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Úspěšná implantace závisí na synchronizaci mezi normálně funkčním embryem ve stádiu blastocysty a receptivním endometriem. Endometrium je receptivní k blastocystě v průběhu časově a prostorově omezeného stádia, zvaného „implantační okénko“. Neúspěch endometria stát se receptivním je jednou z příčin sterility, která není v současné době vyhodnocována v rámci standardního klinického vyšetření, z důvodu chybění spolehlivých markerů receptivity. Z klinického pohledu jsou nutné lepší testy, které by umožnily klinikovi rozhodnout, ve kterém okamžiku je nutné odložit transfer a všechna embrya zamrazit. Proteomika, neboli analýza proteinů z libovolného vzorku, poskytuje fyziologicky relevantní informace, protože mezi transkriptomem a funkčním proteinem existuje řada regulačních kroků. Tekutina z dutiny děložní je bohatá na proteiny, mezi jiným i na složky sekretu endometrálních žlázek a štěpné produkty secernovaných proteinů a glykokalyx. Cílem této studie je vyhodnocení proteinů z cervikálního hlenu získaného od pacientek v průběhu IVF léčby pomocí vysoce senzitivní hmotnostní spektrometri; Successful implantation depends on synchronization between a normal functional embryo at the blastocyst developmental stage and a receptive endometrium. The endometrium is receptive to blastocysts during a spatially and temporally restricted window called the “window of implantation” . Failure of the endometrium to attain receptivity is one cause of infertility, and this is not currently assessed during infertility workup due to a lack of reliable markers for receptivity. Better tests are required to assist the clinician with the decision when to defer a transfer and to freeze all embryos. Proteomics, or the analysis of the proteins in any sample, provides physiologically relevant information, since there are many regulatory steps between the transcriptome and functional proteins. Uterine fluid is a protein-rich histotroph that contains, among other components, secretions from the endometrial glands and cleavage products of both the secreted proteins and the glycocalyx. In this study we aim to assess the highly sensitive mass spectrometer analysis of the proteins from cervical mucus

• Keywords
• biomarkry, biomarker, proteomics, proteomika, infertility, cervix, hlen, endometrium, receptivita, sterilita, in-vitro, fertilizace, cervix, mucus, endometrium, receptivity, in-vitro, fertilisation,

• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Feochormocytomy a pargangliomy (PHEO/PGL) jsou vzácné neuro-endokrinní nádory původem z chromafinních buněk dřeně nadledvin (PHEO) nebo extra-drenálních sympatických a parasympatických ganglií (PGL). Cílem projektu je budoucí zpřesnění diagnózy a zefektivnění terapie PHEO/PGL cestou podrobné charakterizace molekulárních procesů, drah a molekul spojených se vznikem a progresí PHEO/PGL. Detailní proteomická analýza (LC-MS/MS) pacientských vzorků PHEO/PGL kombinovaná s profilováním kompletního transkriptomu metodou sekvenace RNA (RNA-Seq) poskytne informaci o specifických procesech zodpovědných nebo asociovaných s tímto onemocněním. Tyto specifické molekuly a procesy jsou potenciálními zásahovými místy „druggable targets“ budoucích terapií a rovněž možnými diagnostickými či prognostickými markery.; Pheochromocytoma and paraganglioma (PHEO/PGL) are rare neuroendocrine tumors arising from chromaffin cells of adrenal medulla and from extra-adrenal sympathetic and parasympathetic ganglia, respectively. The aim of the project is to characterize the molecular pathways (both, causal and associated) involved in PHEO/PGL development and progression in order to provide the basis for future sensitive diagnosis and knowledge-based targeted therapy of this rare disease. Top-notch proteomic analyses of patient tumor samples combined with transcriptome profiling using RNA sequencing technology will provide detailed and comprehensive quantitative proteome and transcriptome description of individual PHEO/PGL subtypes and will identify the underlying molecular processes and molecules exploitable as drug targets. Additionally, the proposed proteo-genomic “tour de force” will identify molecules that provide specific information about disease presence, type or progression – diagnostic and/or prognostic biomarkers of PHEO/PGL.

• Keywords
• feochromocytom, paragangliom, pheochromocytoma, paraganglioma, proteom, transkriptom, transcriptomics, proteomics, Hmotnostní spektrometrie, Mass Spectrometry,

• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR