MECHANOBIOLOGIE NEMOCI

Zkoumáme mechanismy života a nemocí

Giancarlo Forte, Ph.D.

  • Poskytli jsme důkaz, že mechanosenzitivní protein YAP přispívá k interakci buňka-matice přímou podporou transkripce genů fokální adheze. Tento výsledek je relevantní pro řadu fyziologických a patologických procesů.
  • Generovali jsme první nanoměřítkovou 3D mapu patologické remodelace lidského srdce a identifikovali jsme mechanosenzitivní protein YAP jako klíčového hráče v tomto procesu.
  • Dokázali jsme princip manipulace s mechanosenzitivními cestami může být využita k řízení adipogenního driftování rakovinných buněk, čímž se inhibuje jejich množení a šíření.

Zaměření výzkumu
Tým Mechanobiologie nemocí (MBD) se hlavně zajímá o korelaci defektů tkáňově specifického buněčného mechanobiologického systému s nástupem stárnoucích patologií a se zvláštním zaměřením na ty, které ovlivňují kardiovaskulární systém. Pracovní hypotéza MBD spočívá v tom, že poruchy funkce buněk aparátu využívají k vnímání a reakci na vnější mechanické podněty – mechanosenzitivní aparát – které přispívají k patologiím spojeným se stárnutím.

Výzkumníci týmu MBD používají přístupy ke ztrátě a získání funkce, mikrofluidické a mikropaterační technologie k manipulaci s mechanosomy dospělých, pluripotentních kmenových buněk a srdečních buněk odvozených z kmenových buněk. MBD využívá výhod nejmodernějších technologií pro živé zobrazování, separaci buněk a vysoce výkonnou analýzu genů a proteinů ke zvýraznění poruch v mechanosenzačním zařízení vyskytujících se v srdeční tkáni a buňkách odvozených od pacientů.

Cíle výzkumu
• Identifikace potenciálních buněčných mechanosenzorů podílejících se na vzniku patologických stavů stárnutí, vhodných jako biomarkery nemocí.
• Identifikace nových molekulárních procesů podílejících se na získávání kontraktilního fenotypu.
• Generování cenných in vitro modelů chorob souvisejících se stárnutím.

Hlavní partneři

  • Univerzita v Portu, Porto, Portugalsko
  • Katolická univerzita v Lovani, Belgie
  • Univerzita Campus Bio-Medico, Řím, Itálie
  • Univerzita Trieste,  Itálie
  • Univerzita v Melbourne, Austrálie

Nabízené služby a odborné znalosti

  • Vícebarevné vysoce kvalitní konfokální zobrazování.
  • Živé zobrazení v konfokální mikroskopii.
  • 3D konfokální vykreslování.
  • Automatická separace buněk MACS.
  • Real Time PCR a PCR matice.
  • Multiphotonová analýza tlustých biologických tkání.

Top publications

  • Nardone G, Oliver De La Cruz J, Vrbsky J, Martini C, Pribyl J, Skládal P, Pešl M, Caluori G, Pagliari S, Martino F, Maceckova Z, Hajduch M, Sanz-García A, Pugno NM, Stokin GB, Forte G. YAP regulates cell mechanics by controlling focal adhesion assembly. Nat Commun (2017) doi:10.1038/ncomms15321.
  • Perestrelo AR, Silva AC, Oliver-De-La-Cruz J, Martino F, Horváth V, Caluori G, Polanský O, Vinarský V, Azzato G, de Marco G, Žampachová V, Skládal P, Pagliari S, Rainer A, Pinto-do-Ó P, Caravella A, Koci K, Nascimento DS, Forte G. Multiscale Analysis of Extracellular Matrix Remodeling in the Failing Heart. Circ Res (2020) DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.120.317685.
  • Pagliari S, Vinarsky V, Martino F, Perestrelo AR, Vrbsky J, Oliver-De-La-Cruz J, Caluori G, Skladal P, Zampachova V, Kytyr D, Grassi G, Sampaolesi M, Rainer A, Forte G. YAP-TEAD control of human pluripotent stem cell mechanics guides cardiogenic mesoderm specification. Cell Death Differ (2020) DOI:10.1038/s41418-020-00643-5.
  • Oliver-De La Cruz J, Nardone G, Vrbsky J, Pompeiano A, Perestrelo AR, Capradossi F, Melajová K, Filipensky P, Forte G. Substrate mechanics controls adipogenesis through YAP phosphorylation by dictating cell spreading. Biomaterials (2019) doi: 10.1016/j.biomaterials.2019.03.009. I
  • Mosqueira D, Pagliari S, Uto K, Ebara M, Romanazzo S, Escobedo-Lucea C, Nakanishi J, Taniguchi A, Franzese O, Di Nardo P, Goumans MJ, Pinto-do-Ó P, Aoyagi T, Forte G. Hippo pathway effectors control cardiac progenitor cell fate by acting as dynamic sensors of substrate mechanics and nanostructure. ACS Nano (2014) 8: 2033-2047.

Other selected results

  • Identification of YAP protein as the key determinant of cell-ECM interaction.
  • Identification of YAP protein as a novel marker in myocardial infarction.
  • Identification of HGF as a factor involved in MSC differentiation.
  • Generation of human cardiac progenitor cell patches for myocardial infarction treatment.