Dr. Šárka J. Pokorná získala MSCA Fellowships CZ

Dr. Šárka J. Pokorná získala financování MSCA Fellowships CZ poskytnuté v rámci Operačního programu Jan Amos Komenský, který je spolufinancován Evropskou unií a MŠMT. Nyní úspěšně pokračuje ve své práci o biofyzikálních vlastnostech lipidových kapének (LD) a jejich roli v Gaucherově (GD) a Parkinsonově chorobě (PD) pod taktovkou profesora Martina Hofa na Oddělení biofyzikální chemie. Svůj výzkum, který započala během svého postdoktorského pobytu na Weizmannově ústavu v Izraeli, zaměřila na objasnění vztahu mezi biofyzikou LD a jejich lipidovým složením. Současný projekt se snaží odhalit nové poznatky o buněčných procesech souvisejících s LD, které by v budoucnu mohly pomoci identifikovat terapeutické cíle pro léčbu GD, PD a jiných souvisejících poruch.

Co to vlastně vůbec jsou lipidové kapénky (lipid droplets, LD)? Jsou to všudypřítomné dynamické organely složené z neutrálního lipidového jádra, které obsahuje hlavně estery cholesterolu (CE) a triacylglyceridy (TAG), obklopeného monovrstvou fosfolipidů včetně různých proteinů. LD byly dlouhou dobu považovány za pasivní zásobárnu tuků, kterou buňky využívají k výrobě energie. Mnohé nové výzkumy však odhalují, že LD můžou být aktivními hráči v závažných onemocněních včetně Parkinsonovy choroby (PD), rakoviny a obezity, a to prostřednictvím dosud neznámého mechanismu. 

Experimentální data, předcházející tomuto projektu, prokázali akumulaci LD v buněčných modelech Gaucherovy choroby (GD), jejichž biofyzikální vlastnosti se liší od LD ve zdravých buňkách. Variace ve vlastnostech a lipidovém uspořádání LD mohou regulovat interakce LD s jinými organelami, a tím i jejich schopnost přeprogramovat metabolismus lipidů a energie tak, aby vyhovoval buněčným požadavkům.

Ve spolupráci s laboratoří Liany C. Silvy z University Lisabon bylo ukázáno, že komerčně dostupná solvatochromní sonda Laurdan, obecně používaná ke studiu fluidity membrán, je též vhodná k řešení biofyziky LD. Pomocí generalizovaná polarizace (GP) Laurdanu je možno pozorovat změny vlastností v modelových LD s různým lipidovým složením (TAG a CE), stejně tak jako změny LD v živých buňkách v reakci na nutriční změny a patologické podmínky. Tato pozorování ukazují potenciál širokého využití Laurdanu ve studiích buněčné biologie LD. Nicméně je ještě zapotřebí vyvinout vhodné strategie, které umožní korelovat fotofyzikální vlastnosti sond se složením LD a jejich biologickými funkcemi. 

K naplnění této potřeby se snaží Šárka uplatnit multidisciplinární přístup zdola nahoru, kdy budou ke stanovení fotofyzikálních vlastností Laurdanu (doplněného o další vhodné fluorescenční sondy) v modelových LD s kontrolovaným složením lipidů použity techniky fluorescenční spektroskopie a mikroskopie. Tyto fluorescenční otisky prstů, charakteristické pro specifické lipidové kompozice, lze následně využít ve studiu živých buněk, kde umožní vhled do biologie LD s vysokým časově prostorovým rozlišením. Pomocí metodologie vyvinuté v rámci tohoto projektu bude možné zkoumat změny v LD v reakci na fyziologické, patologické a terapeutické podněty.