We have recently published that the proportion of pro-inflammatory macrophages of human adipose tissue (CD14+, CD16+, CD36+++) correlates positively with the main risk factors of atherosclerosis – age, BMI and non-HDL cholesterol concentration. In a pilot study we found that this proportion was related to the spectra of fatty acids of phospholipids of cell membranes of total adipose tissue –positively with the proportion of palmitate and palmitoleate and negatively with that of alfa-linolenate and total omega3 fatty acids. The aim of this project is to establish whether macrophage polarization is induced by changes in the fatty acid spectrum of adipocytes (with the polarization being a milieu of adipose tissue) or in the cells of stromal vascular fraction (macrophages). The adipose tissue to be analyzed will be obtained peroperatively by hand-assisted laparoscopic nephrectomy of 60 living kidney donors (LKDs). In a group of LKDs with hypercholesterolemia (n=8), dietary intervention will be used to possibly identify a new option in the treatment of immune factors in atherogenesis.

V poslední době jsme publikovali, že podíl proinflamačních makrofágů lidské tukové tkáně (CD14+, CD16+, CD36+++) pozitivně koreluje s hlavními rizikovými faktory aterosklerózy – věkem, BMI a koncentrací non-HDL cholesterolu. V pilotní studii předloženého projektu jsme zjistili, že tento podíl je ovlivněn spektrem mastných kyselin ve fosfolipidech celulární membrány celé tukové tkáně – pozitivně k podílu palmitátu a palmitoleátu a negativně k alfa-linolenátu a celkových omega3 mastných kyselin. Cílem tohoto projektu je zjistit, zda tato polarizace makrofágů je vyvolána změnami spektra mastných kyselin adipocytech (a polarizací je milieu tukové tkáně) či přímo v buňkách stromal vaskulární frakce (v samotných makrofázích). Analyzovaná tuková tkáň bude získána per-operačně rukou asistované laparoskopické nefrektomie od 60 živých dárců ledvin. Navíc bude podskupina živých dárců ledvin (n=8) s hypercholesterolémií dietně intervenována (náhradou živočišných tuků za rostlinné a suplementací rybích olejů) k otevření nového způsobu terapie imunitních faktorů účastnících se aterogeneze.

• Klíčová slova
• zánět, tuková tkáň, inflammation, adipose tissue, makrofágy, macrophages, spektrum mastných kyselin, fatty acids spectra,

• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Diabetes mellitus ranks among main risk factors for cardiovascular disease (CVD). While in diabetes mellitus type 2 the mechanisms of atherosclerosis and CVD are well understood, the role of type 1 diabetes mellitus seems to be more complex. However, important risk factor for atherosclerosis development in diabetes type 1 could be insulin resistance as in diabetes type 2. In the proposed study we will analyze associations of traditional cardiovascular risk factors including markers of physical activity/fitness in women with diabetes type 1 (n=50) with preclinical atherosclerosis in men (n=230) and women (n=330) with both types of diabetes including analysis of modifying effect of type of diabetes, sex, reproductive status and polymorphism of gene for connexin 37. The gene for connexin 37 could play important role in distally located peripheral arteries mostly affected in diabetic patients. In additional experimental study in hypertriglyceridemic female rats (n=90) we will evaluate modifying role of ovariectomy on the effect of metformin treatment on markers of vascular damage and exp

Diabetes mellitus patří mezi hlavní rizikové faktory vzniku kardiovaskulárních onemocnění (KVO). Zatímco u diabetes mellitus 2. typu jsou mechanismy aterosklerózy a KVO dobře popsány, u diabetes mellitus 1. typu jsou tyto mechanismy složitější, jedním z důležitých faktorů může být inzulínová rezistence. Vznik cévních komplikací mohou modifikovat pohlaví, reprodukční věk u žen a genetické faktory. Na základě našich předchozích studií chceme analyzovat vztah tradičních kardiovaskulárních rizikových faktorů včetně fyzické zdatnosti u subpopulace žen s diabetes mellitus 1 (n=50) se známkami aterosklerózy stanovené ultrazvukem, u diabetických mužů (n=230) a žen (n=330) určit modifikaci těchto vztahů typem diabetu, pohlavím, reprodukčním stavem a polymorfismem genu pro connexin37. Dále bude v experimentální studii u hypertriglyceridemických samic potkanů (n=90) vyhodnocen vliv ovariektomie a léčby metforminem na markery poškození cévní stěny vyjádřené jako exprese genu pro connexin 37 a jako sonografické známky postižení poddajnosti aorty.

• Klíčová slova
• ateroskleróza, atherosclerosis, diabetes mellitus, diabetes mellitus, pohlaví, reprodukční věk, sex, gen connexin37, reproductive age, gene connexin37,

• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Intrauterine or systemic inflammation occurs in ca. 20% of all pregnancies, and epidemiological observations indicate that they are associated with various neurodevelopmental disorders in the offspring, including autism spectrum disorders, cognitive delay, and schizophrenia. However, the underlying cellular and molecular mechanisms have not been fully elucidated. Recent research indicates that inflammatory cytokines (e.g. interferon gamma and interleukin 6) may modulate the expression and activity of key enzymes involved in placental tryptophan metabolism and hence production of neuroactive molecules (e.g. serotonin, melatonin, kynurenine, kynurenic acid and quinolinic acid). After release from the placenta into the foetal circulation, these neuroactive compounds may interfere with foetal brain development and programming. Thus, in the proposed project we aim to clarify links between prenatal inflammation, inflammatory cytokines, placental tryptophan metabolism and infant neurodevelopment, thereby identifying potential avenues for addressing neurological disorders in utero.

Nitroděložní či systémový mateřský zánět komplikuje zhruba 20% všech těhotenství. Epidemiologické studie naznačují, že mateřský zánět je zodpovědný za abnormální psychomotorický vývoj u potomků, včetně poruch autistického spektra, kognitivního zpoždění a schizofrenie. Buněčné/molekulární mechanismy tohoto fenoménu dosud nebyly plně objasněny. Recentní výzkumy naznačují, že prozánětlivé cytokiny (např. interferon gamma a interleukin 6) regulují expresi a aktivitu klíčových enzymů metabolismu tryptofanu v placentě a následně placentární produkci neuroaktivních metabolitů (např. serotonin, melatonin, kynurenin, kyselina kynurenová a kyselina chinolinová). Po uvolnění z placenty do fetálního oběhu mohou tyto metabolity ovlivnit vývoj a programování mozku plodu. V navrhovaném projektu se s pomocí řady experimentálních přístupů snažíme objasnit vazby mezi prenatálním zánětem, produkcí prozánětlivých cytokinů, placentárním metabolizmem tryptofanu a následným psychomotorickým vývojem kojenců s cílem identifikovat potenciální cesty k in utero prevenci rozvoje psychomotorických poruch u dětí.

• Klíčová slova
• pregnancy, zánět, inflammation, Metabolismus, Metabolism, tryptofan, tryptophan, Těhotenství, placenta, placenta, neurotoxicity, fetal development, neurotoxicita, vývoj plodu,

• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

The frequency of familial hypercholesterolemia (FH) in most populations is about 1/200, and so it is possible to predict that about 50,000 people could be affected by FH in the Czech Republic. The project solution can be divided into two work packages (WP). WP1 is focused on functional analysis of LDLR variants in vitro and methods as flow cytometry, live cell imaging microscopy, qRT-PCR, splicing minigene assay will be applied. LDLR variants will be evaluated on level of protein expression, maturation, localisation, function, and cell response (activation of the unfolded protein response). WP2 is focused on analysis of patients ́ DNA. Re-analysis of FH patients with so far negative genetic diagnosis will be performed by NGS, and methods for determination of the Kringle IV repeat number in the LPA gene (PFGE and Southern hybridisation) will be applied for stratification of patients into a group with lower or higher risk of premature atherosclerosis. All mentioned approaches have a common goal – to identify FH disease-causing variants and obtain new information about FH pathogenicity.

Frekvence familiární hypercholesterolémie (FH) je u většiny populací asi 1/200 a je tedy možné předpokládat, že v ČR by mohlo být postiženo přibližně 50 000 osob. Řešení projektu lze rozdělit do dvou pracovních bloků (PB). PB1 je zaměřen na funkční analýzu variant genu LDLR in vitro a využívá metod průtokové cytometrie, konfokální mikroskopie na živých buňkách, qRT-PCR a sestřihových minigenových testů. Varianty LDLR budou hodnoceny na úrovni exprese, zrání, lokalizace a funkce daného proteinu a na úrovni buněčné odpovědi (aktivace tzv. unfolded protein response). PB2 je zaměřen na analýzu DNA pacientů. Metodou NGS bude provedena re-analýza pacientů s FH s dosud negativní genetickou diagnózou a budou aplikovány metody pro stanovení počtu repetic Kringle IV v genu LPA (PFGE a Southernova hybridizace) pro rozřazení pacientů do skupiny s nižšími nebo vyšší riziky předčasné aterosklerózy. Všechny uvedené přístupy mají společný cíl – identifikovat genetické varianty způsobující FH a získat nové informace o patogenitě FH.

• Klíčová slova
• familial hypercholesterolemia, Familiální hypercholesterolémie, funkční analýza, functional analysis, confocal microscopy, konfokální mikroskopie, LDLR, LDLR, skládání proteinů, lipoprotein(a), protein folding, lipoprotein(a),

• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Ovarian cancer is a disease with a high proportion of hereditary form. In the preceding project analyzing a gene panel in ovarian cancer patients and population-matched controls, we identified the surprisingly low frequency of mutations in genes with known/anticipated predisposition to ovarian cancer in patients diagnosed with ovarian cancer before the age of 30. Whereas mutation frequency in 18 predisposition genes in these very young patients was 15,5%, mutation frequency in the whole cohort (median age 53,7 years) reached 34,7%. In the proposed project, we aim to perform exome/genome sequencing together with gene panel RNA sequencing in the well-characterized group of women diagnosed with ovarian cancer before the age of 30 and in non-cancer controls older 60 years. After prioritization and confirmation, identified alterations will be further analyzed in other high-risk ovarian cancer patients and in unselected controls. Possible clinical use or inclusion of further regions or gene(s) into diagnostic gene panels will be discussed in Medical Associations.

Karcinom ovaria je onemocnění s vysokým podílem hereditární formy. V předcházejícím projektu zabývajícím se analýzou panelu genů u pacientek s karcinomem ovaria a populačně specifických kontrol jsme u velmi mladých pacientek detekovali překvapivě nízkou frekvenci patogenních mutací v genech se známou/předpokládanou asociací s karcinomem ovaria. U pacientek s diagnózou karcinomu ovaria do 30 let byla frekvence mutací v 18 predispozičních genech 15,5%, zatímco frekvence mutací v celém souboru (medián věku 53,7 let) dosahovala 34,7%. V navrhovaném projektu plánujeme provést sekvenování exomu/genomu v dobře charakterizovaném souboru žen s diagnózou karcinomu ovaria do 30 let doplněné o analýzu panelu genů na úrovni RNA a u nenádorových kontrol starších 60 let. Nalezené alterace budou po prioritizaci a konfirmaci dále analyzovány u dalších vysoce rizikových podskupin pacientek s karcinomem ovaria a u neselektovaných kontrol. Možný klinický výstup projektu a případné zařazení dalších genů/oblastí do používaných diagnostických panelů bude diskutováno v odborných společnostech.

• Klíčová slova
• Ovarian cancer, DNA, DNA, RNA, RNA, nádorová predispozice, exom, exome, cancer predisposition, karcinom ovaria, next gen sekvenování, next gen sequencing,

• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

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.

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.

• Klíčová slova
• 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,

• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

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.

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.

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

• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Microenvironment plays a significant role in the lymphoma pathogenesis and prognosis. Since there is such a close interaction between the immune system and the intestinal microbiota, it is not surprising that some lymphomas such as mucosa-associated lymphoid tissue, i.e. MALT gastric lymphoma have been shown to be caused by the presence of certain specific bacteria. The main aim of this project is to gain new knowledge of the composition, influence and differences in microbiome in patients with intraocular, CNS and other types of lymphoma, and to define their relationship and molecular biological characteristics. To achieve these goals, analysis of tumour tissue, intraocular fluids, CSF, serum and microbiome of patients with lymphoma, and experimental murine model of lymphoma, will be used. The experimental results will be compared to those from clinical research of patients with lymphoma. The acquired data will contribute to the definition of new diagnostic and therapeutic strategies in human lymphoma.

Mikroprostředí hraje významnou roli v patogenezi lymfomu a jeho prognóze. Vzhledem k úzké interakci mezi imunitním systémem a střevní mikrobiotou není překvapením, že některé lymfomy (např. mucosa-associated lymphoid tissue- MALT lymfom žaludku ad.) jsou prokazatelně způsobeny přítomností specifických typů baktérií. Hlavním cílem navrhovaného projektu je získat nové poznatky o složení, vlivu a odlišnostech mikrobiomu u pacientů s nitroočním lymfomem, lymfomem CNS a s dalšími typy lymfomů, a popsat jejich vztah i vzhledem k jejich molekulárně genetické charakteristice. K dosažení těchto cílů bude využita analýza vlastní nádorové tkáně, nitroočních tekutin, likvoru, séra a mikrobiomu pacientů s lymfomem, a experimentální model nitroočního lymfomu u myši. Výsledky získané z pokusů na experimentálním modelu budou porovnány s klinickým výzkumem u pacientů. Získané poznatky přispějí k navržení nového diagnostického a léčebného protokolu lymfomu v humánní medicíně.

• Klíčová slova
• microRNA, microRNA, mikrobiom, microbiome, DLBCL, DLBCL, lymfom, lymphoma, mikrobiota, microbiota, vitreoretinální lymfom, MALT, CNS lymfom, vitreoretinal lymphoma, MALT, CNS lymphoma,

• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Patients with hereditary cancer syndromes represent a clinically important subgroup of oncology patients. Early identification of pathogenic germline mutations in tens of clinically relevant cancer predisposition genes influences treatment strategies in cancer patients and determinate cancer prevention in asymptomatic carriers. Next-gene sequencing (NGS)-based diagnostics enable identification of mutation carriers in a time- and cost-effective manners. However, it is restricted to individuals fulfilling genetic testing criteria. In pilot analysis, we revealed presence of mutations in clinically relevant genes in 8-10% of breast/colorectal patients not indicated for routine genetic testing. We aim to perform NGS analysis of >2,000 breast/colorectal cancer patients not indicated for genetic testing to evaluate clinicopathological characteristics of mutations carriers. Comparison of these characteristics between mutation carriers in patients eligible and not eligible for genetic testing will enable us to optimize genetic testing criteria.

Pacienti s dědičnými nádorovými syndromy tvoří významnou podskupinu onkologických nemocných. Časná identifikace příčinné mutace v některém z desítek národových predispozičních genů určuje léčbu u pacientů a nádorovou prevenci u asymptomatických nosičů. Diagnostika založená na sekvenování nové generace (NGS) umožňuje efektivní identifikaci příčinných mutací, avšak pouze u pacientů splňujících platná indikační kritéria genetického testování. Naše pilotní analýza však ukázala, že nosiči mutací v klinicky významných predispozičních genech pro vznik častých nádorů, jako je karcinom prsu nebo kolorekta, tvoří i přibližně 8-10% neindikovaných pacientů. Pro lepší charakterizaci nádorových fenotypů spojených s mutacemi v méně charakterizovaných středně penetrantních predispozičních genech provedeme NGS vyšetření nádorové predispozice u >2000 pacientů s karcinomem prsu nebo kolorekta, nesplňujících indikační kritéria. Jejich klinicko-patologické charakteristiky porovnáme s charakteristikami indikovaných pacientů, což umožní nastavení kritérií pro lepšení záchyt nosičů mutací.

• Klíčová slova
• NGS, NGS, Colorectal cancer, breast cancer, karcinom prsu, indikační kritéria, indication criteria, dědičná predispozice, hereditary predisposition, karcinom kolokrekta, klinicky relevnatní nádorové predispoziční geny, clinically relevnat cancer predisposition genes,

• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Next generation sequencing (NGS) and other new methods brought a large amount of data on tumour biology and facilitated the development of new methods for diagnostics and minimal residual disease (MRD) detection. The transfer of those methods into routine management is complicated by their numbers, costs and redundancy. In international cooperation we want to develop a tool for simultaneous detection of clonality, MRD and profile of immunoglobulin and T-cell receptor gene rearrangements in infiltrating physiological lymphocytes. The methodology will unite and simplify the current methods, while providing new data on immune response. We will validate the method on retrospective cohort of patients with anaplastic large cell lymphoma and prospectively on samples from children and adolescents with lymphoma. The utility in non-lymphoid malignancies will be tested in children with low-and high-grade gliomas. Next to the standardized methodology, the project will bring new information on the composition of infiltrating immune cells (mainly T lymphocytes) and a potential for immunotherapy.

Nové metody jako sekvenování nové generace (NGS) přinesly obrovské množství informací o nádorové biologii a umožnily vývoj nových metod pro diagnostiku a sledování zbytkové choroby (MRN). Transfer nových metod do praxe je komplikován jejich množstvím, finanční náročností i redundancí. V mezinárodní spolupráci chceme vyvinout nástroj na simultánní detekci klonality, MRN a profilu přestaveb genů pro imunoglobuliny a T-buněčné receptory infiltrujících fyziologických lymfocytů. Postup bude sjednocovat a zjednodušovat stávající metodiky a zároveň poskytne nová data o imunitní odpovědi na nádor. Metodu chceme validovat na retrospektivní kohortě pacientů s anaplastickým velkobuněčným lymfomem a prospektivně na vzorcích dětských a adolescentních pacientů s lymfomy. Využití u jiných než lymfoidních malignit chceme testovat u dětí s mozkovými tumory (low- a high-grade gliomy). Výstupem projektu bude kromě standardizovaného metodického postupu prohloubení znalostí o složení a funkci infiltrujících imunitních buněk (především T lymfocytů) a zmapování prostoru pro cílení imunoterapie.

• Klíčová slova
• sekvenování nové generace, průtoková cytometrie, minimální reziduální nemoc, minimal residual disease, flow cytometry, lymfom, lymphoma, Next-generation sequencing, immune monitoring, cell-free DNA, tumor infiltrující lymfocyty, Immune checkpoints, imunomonitoring, imunitní kontrolní body, přestavby genů pro imunoglobuliny a T-buněčné receptory, gamadelta T lymfocyty, immunoglobulin and T-cell rearrangement, gammadelta T lymphocytes, volná nádorová DNA, tumour infiltrating lymphocytes,

• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR