Laboratoř proteáz
Vedoucí:
Mgr. Klára Grantz Šašková, Ph.D.
Kde nás najdete:
Areál BIOCEV, Průmyslová 595, Vestec u Prahy, 252 42
1. nadzemní podlaží, mezi křídly 4 a 6 (místnosti 108, 109)
Výzkumná problematika
Laboratoř proteáz se stala součástí katedry genetiky a mikrobiologie v r. 2016 poté, co se oddělila ze skupiny prof. Jana Konvalinky v rámci Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i. (nicméně řada členů Laboratoře proteáz má stále částečný úvazek i na UOCHB). V r. 2024 jsme se v rámci programů "Interakce mezi patogeny a hostiteli" a "Léčba virových a bakteriálních infekcí" stali součástí i Národního institutu virologie a bakteriologie, což je platforma sdružující špičková vědecká pracoviště z celé ČR.
Hlavním výzkumným tématem Laboratoře je studium biologie viru vyvolávajícího chronickou hepatitidu B (HBV) a možnosti léčby tohoto bohužel velmi rozšířeného onemocnění. Dosavadní léčba chronické hepatitidy B analogy nukleot(s)idů inhibuje tvorbu nových infekčních virových částic, ale neeliminuje cccDNA v hepatocytech. Za alternativní terapii lze považovat léčbu pegylovaným interferonem α. Tato terapie však vede k funkčnímu vyléčení u méně než 8 % chronicky infikovaných osob. Laboratoř se zaměřuje na charakterizaci interakce virových a buněčných proteinů na strukturální, biochemické a funkční úrovni, zejména identifikaci hostitelských proteinů ovlivňujících virovou replikaci, a to s cílem vybrat nové cílové kandidáty pro terapeutické zásahy. Kromě toho Laboratoř v souvislosti s HBV zkoumá i mechanizmy úniku HBV v infikovaných hepatocytech, vzájemné působení mezi jadernými tělísky promyelocytární leukemie a HBV v jádře a interakce HBV core proteinu (HBc) s proteiny hostitele.
HBc protein patří mezi virové cíle vhodné pro preklinické zkoumání. K identifikaci nových proteinů interagujících s HBc používáme techniku proteomiky závislou na biotinylaci v blízkosti (BioID2). Laboratoř se ve spolupráci s dalšími pracovišti zabývá návrhem a in vitro ověřením screeningových testů k identifikaci malých sloučenin ovlivňujících příslušné interakce protein-protein. Dosud objevené malé molekuly modulující dráhu NRF1 (NFE2L1) zodpovědnou za syntézu proteazomu a expresi proteinů tepelného šoku by mohly ovlivňovat replikaci HBV.
Důležitým krokem životního cyklu HBV je existence stabilní kovalentně uzavřené cirkulární DNA (cccDNA), která se nachází v jádře infikovaných jaterních buněk jako samostatná molekula plazmidového typu, neintegrovaná do buněčného genomu, a která slouží jako transkripční templát pro tento virus. Její uměle navozená likvidace je klíčovým krokem pro případnou léčbu žloutenky typu B. Laboratoř proteáz se zaměřuje na různé možné strategie degradace cccDNA HBV, zejména vývoj nanočástic, které by umožnily tranport CRISPR/Cas9 systému cíleného právě na tuto cccDNA.
Nanočástice vyvinuté ve spolupráci s dr. Petrem Cíglerem, vedoucím Skupiny syntetické nanochemie na UOCHB, ale mají i další potenciální využití v biotechnologických aplikacích. Tyto nanočástice, pojmenované XMAN, fungují univerzálně, tj. jsou schopny dopravit jakýkoli typ nukleových kyselin s podobnou efektivitou, a to i do obtížně proniknutelných buněk jako jsou právě hepatocyty nebo buněčné linie z některých hematologických nádorů, které jsou v současnosti jen obtížně léčitelné. Vedoucí Laboratoře proteáz, dr. Klára Grantz Šašková, založila spolu s dr. Cíglerem a dalšími kolegy z UOCHB a 1.LF UK v r. 2024 biotechnologický start-up Adalid Sciences, jehož cílem je komerčně prosadit tento transportní systém pro nejrůznější terapeutické nukleové kyseliny.
Druhým tématem výzkumu Laboratoře je rodina DDI1-like proteinů (DNA damage-inducible protein 1), které se účastní oprav DNA a regulace transkripce. DDI1-like proteiny byly v minulosti studovány poměrně málo, až v posledních letech se staly objektem zájmu řady výzkumných skupin. Ukázalo se totiž, že tyto proteiny jsou novými, důležitými hráči v procesu oprav DNA a rovněž i v regulaci transkripce. Mechanizmus jejich působení v obou těchto procesech však zůstává dosud neobjasněn a je předmětem výzkumu prováděného v naší skupině.