Skupina experimentální neurofyziologie
Studujeme buněčné a síťové mechanismy vzniku epileptických záchvatů u fokální kortikální dysplazie (FCD). FCD je vrozená malformace mozkové kůry, která způsobuje epilepsii u 30 % pacientů. Používáme genetický model FCD u myší, který kopíruje většinu znaků lidské FCD, včetně přítomnosti abnormálních neuronů, dyslaminace kůry, spontánních záchvatů, shlukování záchvatů a interiktální aktivity. Používáme širokou škálu elektrofyziologických technik, od záznamu jednotlivých buněk v mozkových řezech až po dlouhodobé vícekanálové záznamy u volně se pohybujících zvířat. Elektrofyziologické záznamy kombinujeme s metodami řízení nervové aktivity, jako je optogenetika a chemogenetika. Kromě toho máme odborné znalosti v oblasti matematických přístupů k analýze dat a numerického modelování.
V poslední době jsme získali nové poznatky o principech přechodu do záchvatu a mechanismech, kterými epileptický mozek ztrácí odolnost před záchvatem. Tradici máme také ve výzkumu vysokofrekvenčních oscilací u epilepsie.
V současné době zkoumáme neuronální síťové principy záchvatů. Naším budoucím cílem je využít pozorované patofyziologické principy pro vývoj genové terapie farmakorezistentní epilepsie na podkladě FCD. Kromě toho studujeme ultrapomalé cykly v riziku záchvatů a hledáme metody jejich predikce.
Ing. Jan Kudláček, DiS., Ph.D.
Vedoucí týmu
Ing. Michaela Králíková, Ph.D.
Postdoc
Mgr. Salome Kylarová, Ph.D.
Postdoc
Ing. Florencia Bercum, PhD.
Postdoc
Michal Scheibel
Martina Biačková
Pregraduální student
Filip Doležal
Pregraduální student
Bc. Aneta Ambrosová
Pregraduální student
prof. MUDr. Přemysl Jiruška, Ph.D.
Vědecký pracovník
Nedime Karakullukcu, MSc, PhD
Postdoc
Cíle skupiny/řešené projekty
Projekt: Genová terapie epilepsie na podkladě FCD
Grant: NU21-08-00533, AZV 2121240, Cílená genová terapie farmakorezistentní fokální epilepsie
Cíl: Optogenetická aktivace a chemogenetická inhibice mutovaných neuronů v FCD za účelem objasnění jejich funkce v genezi záchvatů.
Řešitelé: Michaela Králíková, Salome Kylarová, Filip Doležal, Tereza Strupková, Martina Biačková, Milan Španko, Jan Kudláček
Projekt: Dlouhodobá dynamika epilepsie
Grant 1: PRIMUS/23/MED/011 (Reg.č. 247 132), PRIMUS 2170011, Buněčné a síťové mechanismy ultra-pomalých procesů podílejících se na progresi epilepsie a vzniku záchvatů
Grant 2: CZ.02.01.01/00/22_008/0004643, OPJAK 2160002, Dynamika mozku
Cíl: Pochopit mechanizmy pomalých fluktuací v riziku záchvatu a nalézt způsob jak riziko záchvatu předpovídat (Grant 1). Vysvětlit tyto mechanizmy pomocí matematického modelování (Grant 2, spolupráce s Ústavem informatiky AV ČR)
Řešitelé: Michal Scheibel, Jonáš Fér, Aneta Ambrosová, Richard Köplinger, Jan Kudláček
Dosavadní publikace:
https://doi.org/10.1016/j.nbd.2021.105347
https://doi.org/10.1038/s41467-020-15908-3
https://doi.org/10.1038/s41593-018-0278-y
https://doi.org/10.1016/j.yebeh.2019.106591
Projekt: Vysokofrekvenční oscilace ve fokální kortikální dysplázii
Grant: NW24-08-00394, AZV 2121251
Význam vysokofrekvenčních oscilací v patofyziologii a předoperační diagnostice farmakorezistentní neokortikální epilepsie
Cíl: Popsat mechanizmy vzniku vysokofrekvenčních oscilací na buněčné úrovni a stanovit jejich diagnostickou hodnotu pro stanovování míry excitability dané oblasti mozku.
Řešitelé: Nedime Karakallukcu, Florencia Bercum, Jan Kudláček
Dosavadní publikace: https://doi.org/10.1016/j.nbd.2023.106383
Vybrané publikace
Chvojka J et al
Mouse model of focal cortical dysplasia type II generates a wide spectrum of high-frequency activities
Neurobiology of Disease 2024
Kudlacek J et al
Long-term seizure dynamics are determined by the nature of seizures and the mutual interactions between them
Neurobiology of Disease 2021
Waloschková E et al
Human Stem Cell-Derived GABAergic Interneurons Establish Efferent Synapses onto Host Neurons in Rat Epileptic Hippocampus and Inhibit Spontaneous Recurrent Seizures
Intl Journal of Molecular Sciences 2021
Gonzalez-Ramos A et al
Chemogenetics with PSAM4-GlyR decreases excitability and epileptiform activity in epileptic hippocampus
Gene Therapy 2024
Chang WC et al
Loss of neuronal network resilience precedes seizures and determines the ictogenic nature of interictal synaptic perturbations
Nature Neuroscience 2018
Maturana MI et al
Critical slowing down as a biomarker for seizure susceptibility
Nature Communications 2020
Současné grantové projekty
NU21-08-00533, AZV 2121240
Cílená genová terapie farmakorezistentní fokální epilepsie
prof. MUDr. Přemysl Jiruška, Ph.D.
2021 – 2024
PRIMUS/23/MED/011 (Reg.č. 247 132), PRIMUS 2170011
Buněčné a síťové mechanismy ultra-pomalých procesů podílejících se na progresi epilepsie a vzniku záchvatů
Ing. Jan Kudláček, DiS, Ph.D.
2023 – 2026
CZ.02.01.01/00/22_008/0004643, OPJAK 2160002
Dynamika mozku
prof. MUDr. Přemysl Jiruška, Ph.D.
2024 – 2029
NW24-08-00394, AZV 2121251
Význam vysokofrekvenčních oscilací v patofyziologii a předoperační diagnostice farmakorezistentní neokortikální epilepsie
prof. MUDr. Přemysl Jiruška, Ph.D.
2024 – 2027
Mezinárodní spolupráce
University College of London – Gabriele Lignani
Dr. Salome Kylarová je tam na 3-měsíčním výjezdu, učí se pracovat s CRISPR-Cas9 systémem pro tvorbu lepšího modelu FCD a případně následnou experimentální léčbu.
University of Bonn – Silvia Cases Cunillera, Albert Becker
Testování parakrinního efektu mutovaných neuronů na neurony zdravé ve fokální kortikální dysplázii. Zatím v jednání.
University of Bern – Enrique Perez Martinez, Maxime Baud
Chronobiologie epilepsie na různých časových škálách – od cirkadiánní po měsíční. Enrique se u nás bude učit experimentální metodu elektroporaci. Navíc projevili zájem o analýzu našich záznamů za účelem předpovídání rizika záchvatu.
Zaměření skupiny – klíčová slova
Epilepsie, fokální kortikální dysplázie, mTOR, elektrofyziologie, optogenetika, chemogenetika, patch-clamp, cykly záchvatů