ZÁZRAK ŽIVOTA. Život je nejúchvatnějším jevem, který se rozšířil na naší SPECIÁLNÍ SEKCE

SPECIÁLNÍ SEKCE

ZÁZRAK ŽIVOTA

Ž

ivot je nejúchvatnějším jevem, který se rozšířil na naší planetě, a jen počet kapek v moři či zrnek písku v poušti snese srovnání s počtem živých tvorů, kteří společně s námi obývají Zemi. Nikdy nejsme sami. I na nejodlehlejší místa nás provázejí miliardy mikroskopických tvorů, kteří s námi žijí někdy v symbióze a jindy jen k vlastnímu prospěchu; najdeme je v útrobách svého těla i na jeho povrchu. Svým zrakem, jenž sám o sobě patří k největším zázrakům přírody, pak můžeme spočinout na dalších tvorech, kteří kolem nás chodí, plavou, létají, nebo třeba kvetou. Řada organismů může významně ovlivnit kvalitu našeho života: některé vylepšují naše trávení, jiné nám slou-

ží za potravu – a ještě další naopak s povděkem uvítají nás samotné jako zdroj nové potravy a energie a naše těla jako báječné nové příbytky. Čím více toho o svých společnících na pozemské pouti víme, tím větší máme šanci ovlivnit své postavení v této hře. Ve speciální sekci vám představujeme pět ústavů Akademie věd České republiky a tři pracoviště Českého vysokého učení technického v Praze. Vědci a další odborníci se v nich zabý vají nejr ůznějšími organismy od těch nejmenších až po člověka, aby nám pomohli k lepšímu zdraví, čistšímu prostředí a kvalitnějšímu životu. Redakce červenec 2012, www.sciam.cz 41

Z Á ZR AK ŽIVOTA MIKROBIOLOGICKÝ ÚSTAV AV ČR, v. v. i.

SPECIÁLNÍ SEKCE

Před 60 lety vznikla Akademie věd, před 50 lety Mikrobiologický ústav

Počet publikací v impaktovaných časopisech za rok 2011: . . . . . . . . . . . 167 Počet patentů udělených v ČR v roce 2011: . . . . . . . . . . . . 1 Počet přihlášek vynálezů v zahraničí v roce 2011: . . . . . 5 Počet projektů podpořených Evropskou unií: . . . . . . . . . 11 Počet pracovníků: . . . . . . 581 Počet PhD.-studentů: . . . . . 134 Počet diplomantů: . . . . . . . 88

O vybudování Československé akademie věd se reálně začalo uvažovat nedlouho po osvobození. Důležitým krokem k vytvoření moderních vědeckých pracovišť bylo zřízení ústředních vědeckých ústavů podle zákona přijatého 7. 12. 1949. Dne 1. července 1950 zahájil v Praze činnost mimo jiné i Ústřední ústav biologický (ÚÚB). 29. října 1952 přijalo Národní shromáždění zákon o ČSAV a na jeho základě byla ustanovena ČSAV na slavnostním shromáždění, které se konalo 17. listopadu téhož roku v Národním divadle. ÚÚB se do nově vzniklé Akademie věd zařadil pod názvem Biologický ústav ČSAV, který se v r. 1962 rozdělil na samostatný Mikrobiologický ústav, Ústav experimentální biologie a genetiky, Ústav experimentální botaniky a další laboratoře. O rok později, v polovině r. 1963, se Mikrobiologický ústav přestěhoval do nově vybudovaného areálu v Praze 4 – Krči. Součástí Mikrobiologického ústavu se od samého začátky stala i Laboratoř pro výzkum řas v Třeboni a Laboratoř gnotobiologie v Novém Hrádku. Během 50 let své existence se Mikrobiologický ústav stal jednou z nejvýznamnějších vědeckých institucí v České republice, které se zabý vají zák ladním v ýzkumem

v oboru mikrobiologie a imunologie. Kromě základního výzkumu přináší i řadu biotechnologických aplikací.

Ivan Málek na Lékařské fakultě UK v Hradci Králové vytvořil pracovní skupinu, která se později stala základem Mikrobiologického oddělení Ústředního ústavu biologického. Významně se zasloužil o československou mikrobiologii a přispěl zejména k metodě kontinuální kultivace mikroorganismů.

Užitečné mikroorganismy KO N TA K T Y:

Mikrobiologický ústav

Sektor biogeneze a biotechnologie přírodních látek se zabývá především fyziologií a genetikou aktinomycet a vláknitých hub, produkujících sekundární metabolity s farmakologicky významnými účinky, dále genetikou,

AV ČR, v. v. i.

Vídeňská 1083 142 20 Praha 4 tel.: +420 296 442 341 fax: +420 296 442 201 e-mail: [email protected]

42 Scientific American České vydání, červenec 2012

Zdravěji a v čistším světě Sektor buněčné a molekulární mikrobiologie studuje regulaci genové exprese, buněčnou diferenciaci, vliv vnitřních a vnějších podmínek na buněčné funkce, mechanismy buněčného stárnutí, význam cytoskeletální-

fyziologií a biotechnologií vláknitých hub izolovaných z různých přírodních zdrojů. Zkoumáme také vznik odolnosti bakterií vůči antibiotikům a biotransformace přírodních látek a vyvíjíme enzymové technologie.

www.biomed.cas.cz/mbu/cz

ho aparátu při buněčném dělení a molekulární základy bakteriální patogenicity. Praktické uplatnění nachází již dnes studium nadprodukce aminokyselin používaných jako potravní doplňky či studium mechanismů

časné interakce bakteriálních patogenů s hostitelem. Usilujeme také o využití mikrobních společenství při čištění extrémně znečištěných lokalit. Mezi zkoumané mikroorganismy patří především bakterie a kvasinky.

Život z vody a světla Sektor fototrofních mikroorganismů sídlí u Opatovického rybníka v Třeboni. Výzkumný program tohoto sektoru se zaměřuje na studium fotosyntetických mikroorganismů, tj. zelených řas, sinic a fotosyntetických bakterií. Studuje produkční technologie řas, jejich optimalizaci a zpracování produktů jakož i různé způsoby využití řasové hmoty. Cílem prestižního projektu ALGATECH je vyvinout nová kultivační zařízení a postupy zpracování řasové biomasy pro výrobu biopaliv, krmiv,

„Organismy, jimiž se zabýváme, mají mikroskopické rozměry, ale jejich význam je nezměrný a užitek z nich je obrovský.“ potravních doplňků a dalších cenných látek. Projekt se také zaměřuje na výzkum v oblasti fotosyntézy, na vývoj nových měřicích přístrojů a na výchovu studentů v těchto oblastech.

Prospěch z půdního světa Sektor ekologie se zaměřuje na komplexní fyziologickou, biochemickou a genetickou charakterizaci půdních mikroorganismů s využitím nejmodernějších technik molekulární biologie. Pozornost je věnována přede-

RNDr. Jiří Gabriel, DrSc., zástupce ředitele

vším metagenomice, metatranskriptomice a metaproteomice. Mikroorganismy jsou studovány z hlediska rozkladu přirozené organické hmoty (opadu), ale i z hlediska biologického odbourání vybraných organických nečistot. Tradičně zkoumáme mykorhizní houby a výrazně jsme pokročili s detekcí lanýžů a s jejich umělou kultivací. Součástí sektoru je i Sbírka kultur basidiomycetů, která uchovává několik stovek kmenů vyšších hub. Z jedné z nich, slizečky porcelánové (Oudemansiella mucida) izoloval Václav Musílek jediné původní československé antibiotikum Mucidin, které se dostalo do výroby a lékařské praxe.

K lepší imunitě Sektor imunologie a gnotobiologie se zabývá studiem vzniku a vývoje imunitní odpovědi, funkční charakterizací složek imunitního systému a regulací imunitní odpovědi. Zaměřujeme se na autoimunitní a nádorová onemocnění. Cílená léčiva využívající polymerní nosiče, která byla vyvinuta v těsné spolupráci s Ústavem makromolekulární chemie AV ČR, představují jednu z nadějných možností protinádorové terapie. Detašovaná laboratoř sektoru v Novém Hrádku v Orlických

RNDr. Martin Bilej, DrSc. ředitel MBÚ AV ČR, v.v.i.

Výzkumná centra na MBÚ v roce 2011 Centrum cílených terapeutik Centrum molekulární a buněčné imunologie Výzkumné centrum pro studium obsahových látek ječmene a chmele Centrum molekulárních metod monitorování difúzního znečištění životního prostředí

Centra základního výzkumu na MBÚ v roce 2011 Centrum molekulární biologie a fyziologie společenstev kvasinek Centrum funkční organizace buňky Centrum biokatalýzy a biotransformací Centrum environmentální mikrobiologie

Zapojení do projektu BIOCEV

horách využívá pro studium vztahů mikroorganismů a hostitele unikátní model bezmikrobních zvířat.

Mikrobiologický ústav je zapojen do projektu BIOCEV, společného projektu šesti ústavů Akademie věd ČR a dvou fakult Univerzity Karlovy v Praze, jehož cílem je realizace vědeckého centra excelence v oblastech biotechnologií a biomedicíny. Mikrobiologický ústav vytváří expertní vědecké týmy, které budou v rámci projektu zodpovědné za oblast prokaryotické a eukaryotické mikrobiologie a imunologie.

červenec 2012, www.sciam.cz 43

SPECIÁLNÍ SEKCE

Z Á ZR AK ŽIVOTA

ÚSTAV MOLEKULÁRNÍ GENETIKY AV ČR, v. v. i.

50 let objevů

Počet publikací citovaných více než 50krát za období 2002–2011: . . . . . 42 Celkový počet citací těchto publikací v letech 2002–2011: . . . . 4828 Počet grantových projektů řešených v roce 2012: . . . . 121 Počet pracovníků: . . . . . . 389 Počet PhD.-studentů: . . . . . . 91 Počet dipolomantů:. . . . . . . 32 Plocha nové budovy UMG: . . .12 500 m2 Z toho plocha laboratoří: . . . . . . . . .4500 m2

V roce 1962 byl založen Ústav experiment á l n í biolog ie a g enet i k y Č S AV (ÚEBG), ředitelem se stal Milan Hašek, vedoucí Oddělení experimentální biologie a genetik y Biologického ústav u ČSAV a spoluobjevitel imunologické tolerance. V 60. letech se na ÚEBG zrodila československá imunogenetická škola: vedle Haška například Pavol a Juraj Iványi, Jan Klein, Tomáš Hraba, Ivan Hilgert, Věra Hašková a Alena Lengerová. Hašek měl blízko k Nobelově ceně a P. Iványi se významně podílel na pokusech, za které později dostal Nobelovu cenu Jean Dausset. Jan Svoboda rozvíjel světově prioritní výzkum retrovirů. Vedle hlavního sídla v Dejvicích a několika laboratoří v Krči získal ÚMG chovné a experimentální zařízení v Kolči. S koncem nadějí roku 1968 skončila i tato slavná éra. Milan Hašek byl zbaven vedení ústavu, byly drasticky omezeny zahraniční kontakty. Mnozí pracovníci emigrovali a velmi úspěšně si vedli na nov ých pů sobi š t íc h. Ja n K lei n se v USA st a l v 70. letech zřejmě nejvýznamnějším svě-

tovým imunogenetikem; spoluobjevil imunologický význam MHC proteinů. V r. 1977 byl ÚEBG spojen s několika biochemickými laboratořemi ÚOCHB a přejmenován na Ústav molekulární genetiky ČSAV. Ředitelem Ú MG se stal pozdější předseda ČSAV Josef Říman. Od té doby byla hlavním tématem ústavu molekulární biologie. Dřívější tradiční směry – imunogenetika, retrovirologie a nádorová imunologie – pokračovaly stále více na molekulární úrovni. V 70. a 80. letech se J. Říman podílel na objevu reverzní transkriptázy, J. Svoboda objevil virogenii a V. Pačes určil sekvenci jednoho z prvních virových genomů. V r. 1991 se stal ředitelem Jan Svoboda a v roce 1999 ho vystřídal Václav Pačes. Po zvolení V. Pačesa předsedou Akademie věd České republiky se v roce 2005 stal ředitelem Václav Hořejší. V r. 2007 byla v krčském areálu AV ČR dokončena nová budova ústavu. Popr vé v historii tak mohla většina pracovníků ÚMG sídlit v jednom centru.

Transgenní jednotka ÚMG

KO N TA K T Y:

Ústav molekulární genetiky AV ČR, v. v. i.

Vídeňská 1083 142 20 Praha 4 Tel.: +420 241 063 215 Tel.: +420 224 310 234 Fax: +420 224 310 955 E-mail: offi[email protected]


Geneticky modifikované myší modely se staly klíčov ým nástrojem základního a biomedicínského výzkumu. Cílené úpravy genomu poskytují možnost řídit expresi vybraných genů a odhalovat jejich role na úrovni celého organismu. To umožňuje vytvářet modely genetických poruch a vyhodnocovat účinky léků a jiných látek.

Projekty programu „Výzkumná centra“ řešené na ÚMG v letech 2005–2011 Centrum molekulární a buněčné biologie Řešitel: Prof. RNDr. Václav Hořejší, CSc. Centrum aplikované genomiky Řešitel: Prof. RNDr. Václav Pačes, DrSc. Centrum cílených terapeutik Spoluřešitel: RNDr. Milan Fábry, CSc. Projekty programu „Centra základního výzkumu“ řešené na ÚMG v letech 2005–2011 Centrum buněčné invazivity v embryonálním vývoji a metastázách nádorů Řešitel: RNDr. Michal Dvořák, CSc.

Centrum ekologie vektorů a patogenů Spoluřešitel: Doc. Marie Lipoldová, CSc. Fluorescenční mikroskopie v biologickém a lékařském výzkumu Spoluřešitel: prof. RNDr. Pavel Hozák, DrSc.

Centrum funkční organizace buňky Řešitel: Prof. RNDr. Pavel Hozák, DrSc.

www.img.cas.cz

Do boje s alergiemi! Podařilo se prokázat, že aktivace žírných buněk vede k tvorbě doposud nepopsaných mikrotubulárních výběžků, a na molekulární úrovni objasnit, jak vznikají. Klíčovou roli mají výrazné změny ve vnitrobuněčné koncentraci vápenatých iontů.

Žírné buňky (mastocyty) jsou důležitou součástí imunitního systému, zodpovídají však také za škodlivé zánětlivé a alergické reakce a astma. Významnou roli hrají též při vzniku autoimunitních chorob, například revmatické artritidy nebo roztroušené sklerózy.

Při aktivaci žírných buněk dochází k rychlé tvorbě výběžků, které obsahují mikrotubuly.

Jak se léčí poraněné buňky? Žírné buňky jsou součástí obranných mechanismů působících proti bakteriím a jiným patogenům a při střetech s nimi mohou být poškozeny. Vědci z ÚMG zjistili, že se zvyšující se dávkou bakteriálního toxinu strepto-

lysinu O se zvyšuje úmrtnost buněk v důsledku tvorby otvorů v plasmatické membráně. Pokud jsou však buňky ovlivněny látkou, která podporuje tvorbu membránových váčků (vakuolinem), umírají buňky méně často.

Nová diagnostika, nová chemoterapie Vědcům z ÚMG se ve spolupráci s pracovištěm na Drexel University College of

Medicine ve Filadelfii podařilo prokázat, že u glioblastomů dochází ke kumulaci dvou typů vnitrobuněčných proteinů tubulinů, β-III-tubulinu a γ-tubulinu. To může přispívat k abnormálnímu chování těchto nádorov ých buněk. Pokusy ukazují, že tubuliny představují nejen nové nástroje pro diagnostiku těchto typů nádorů, ale že β-III-tubulin by možná mohl být i vhodnou cílovou molekulou pro vývoj nových účinných chemoterapeutik.

Změny sestřihu RNA a nová léčiva Poruchy sestřihu RNA mohou vést k závažným onemocněním. O sestřihu rozhodují hlavně krátké úseky v RNA a regulační molekuly, jež tyto úseky v RNA rozpoznávají. Tým Davida Staňka však zjistil, že o alternativním sestřihu se částečně rozhoduje již na úrovni DNA. Malé modifikace histonů mění sestřih některých molekul RNA, např. těch, které kódují bílkovinu fibronektin. Modifikace histonů lze ovlivňovat různými látkami, a tak je možno nepřímo měnit i sestřih RNA. Mnohé tyto látky se testují v klinic-

kých studiích jako možná léčiva nádorových či neurodegenerativních onemocnění. Tato léčiva by mohla učinkovat i proti nemocem způsobeným chybným sestřihem RNA.

„Na základě mnohaletých zkušeností vím, že komerčně nejúspěšnější produkty pocházejí z hodně originálního základního výzkumu.“ Prof. RNDr. Václav Hořejší, CSc. ředitel ÚMG AV ČR, v.v.i.

7 spin-off biotechnologických firem založených pracovníky ÚMG AppGenics s.r.o. Apronex s.r.o. Cellvia s.r.o. EXBIO Praha a.s. Proteix s.r.o. rEcoli s.r.o. Top-Bio s.r.o.

Spolupráce ÚMG s podnikatelskou sférou v letech 2010 a 2011 Hybridomové linie produkující komerčně využitelné monoklonální protilátky. Konjugované nanočástice s monoklonálními protilátkami – v rámci projektu „Nové nanopartikule pro ultrastrukturální diagnostiku”. Nanovlákenné nosiče s inkorporovaným cyklosporinem A a nesoucí kmenové buňky pro terapeutické využití. Nová metoda pro stanovení nízkých koncentrací bílkovin v komplexních biologických tekutinách pomocí nano-imuno-PCR. Certifikovaná metodika – Kvalitativní průkaz antigenů virových vakcín. Monoklonální protilátky navázané na zlaté nanotyčinky a kubické paladiové nanočástice.

Projekt BIOCEV ÚMG připravuje spolu s dalšími pěti ústavy AV ČR a dvěma fakultami Univerzity Karlovy projekt výstavby Centra excelence – Biotechnologického a biomedicínského centra Akademie věd a Univerzity Karlovy ve Vestci (BIOCEV). Do konce r. 2014 by mělo vyrůst moderní výzkumné centrum s podlahovou plochou 26 000 m 2 . Nabídne až 600 nových pracovních příležitostí včetně 250 míst pro doktorandy a diplomanty.


SPECIÁLNÍ SEKCE

Z Á ZR AK ŽIVOTA

BIOTECHNOLOGICKÝ ÚSTAV AV ČR, v. v. i. Na pomoc lékařům

Počet publikací v impaktovaných časopisech za rok 2011: . . . . . . . . . . . 42 Počet výzkumných projektů řešených v roce 2011: . . . . . 25 Úspěšnost v získání projektů Grantové agentury ČR, kde je BTÚ řešitelem, v roce 2011: . . . . . . . . . . 45 % Počet pracovníků: . . . . . . . 89 Počet PhD.-studentů: . . . . . . 17 Počet diplomantů: . . . . . . . . 6 Počet organizovaných mezinárodních akcí v roce 2011: . . . . . . . . . . . . 3

Biotechnologický ústav AV ČR, v. v. i., se sídlem v areálu Akademie věd v Praze – Krč, je velice mladým ústavem, založeným Akademií věd České republiky 1. ledna 2008. Základem ústavu bylo několik skupin, které byly určitou dobu součástí Biotechnologického sektoru Ústavu molekulární genetiky AV ČR, v. v. i., většina skupin byla nově ustavena. U zrodu ústavu stál první ředitel Peter Šebo, od roku 2010 je ředitelkou ústavu Jana Pěknicová. Ústav se zabývá špičkovým základním výzkumem zaměřeným na praktické využití výsledků v diagnostických a terapeutických aplikacích. Jeho 8 skupin se zaměřuje na ná-

dorová onemocnění, neplodnost, autoimmunní nemoce a embryopatii a vyvíjí nové biotechnologické metody a nástroje na úrovni molekulární, genové, proteinového inženýrství a strukturní biologie. Za první čtyři roky existence BTÚ jeho vědečtí pracovníci publikovali řadu odborných článků v impaktovaných časopisech a získavají v grantových soutěžích finance na svoji výzkumnou práci. Tento trend má jasně vzestupnou tendenci a lze jednoznačně očekávat, že se Biotechnologický ústav AV ČR zařadí mezi špičková pracoviště v oblasti základního v ýzkumu s důrazem na přenos technologií do biomedicínské praxe.

Nové látky pro diagnostiku Jedním ze dvou směrů základního výzkumu ústavu je příprava nových biotechnologicky, diagnosticky a lékařsky důležitých biomolekul, proteinů a nukleových kyselin, konstruovaných nejmodernějšími technikami molekulární biologie a proteinového inženýrství. Objasnění struktur studovaných biomolekul a jejich vzájemného působení umožní jejich modifikaci a využití např. pro diagnostiku nemocí. Laboratoř inženýrství vazebných proteinů se zabývá designem a zlepšováním

vlastností vysoce afinních vazebných proteinových ligandů zejména pro aplikace, ve kterých byly do současnosti neúspěšně používány monoklonální protilátky. Laboratoř biomolekulárního rozpoznávání studuje interakce biomolekul, proteinů a nukleových kyselin, biofyzikálními a bioinformatickými metodami. Výzkum se zaměřuje na ty aspekty interakcí, které vedou k specifickému rozpoznávání biomolekul s potenciálním diagnostickým, léčebným nebo biotechnologickým využitím.

Odhalit nemoc včas

KO N TA K T Y:

Biotechnologický ústav AV ČR, v. v. i.

Vídeňská 1083 142 20 Praha 4 Tel.: +420 241 063 613 Fax: +420 244 471 707 e-mail: btu-offi[email protected] http://www.ibt.cas.cz


Laboratoř strukturní biologie směřuje výzkum do oblasti vztahů mezi strukturou a funkcí medicínsky vhodných proteinů. Výsledky výzkumu jsou využitelné pro návrh a optimalizaci sloučenin sloužících k detekci pevných nádorů, zejména pak nádorů rakoviny prostaty. Část z trojrozměrné struktury proteinu na povrchu buněk nádoru prostaty (šedě a světle modře) s navázanou malou molekulou, která blokuje funkci tohoto proteinu (povrch malé molekuly je ohraničen sítí barevných teček)

Proč jsou buňky nemocné? Druhým směrem výzkumu v ústavu je objasnění příčin patologického stavu buňky, zjištění exprese vybraných genů, detekce změn v lokalizaci a modifikaci vybraných proteinů a identifikace dalších

molekul, které souvisí s indukcí patologie. Výzkum vede k vytvoření nových metod a nástrojů pro prevenci, diagnostiku a terapii příslušného patologického stavu.

www.ibt.cas.cz

Ať se rodí zdravé děti! Laboratoř reprodukční biologie se dlouhodobě zabývá charakterizací procesů a molekulárních faktorů během oplodnění vajíčka a rozvíjením nástrojů (monoklonální protilátky) pro detekci mužské neplodnosti a pro detekci vybraných faktorů znečišťujících životní prostředí majících negativní dopad na reprodukci savců. Laboratoř imunopatologie a imunoterapie se zaměřuje na humorální a genetic-

ké aspekt y autoimunitních nemocí, na identifikaci cílových molekul využitelných v diagnostice a terapii autoimunitních chorob. Laboratoř molekulární patogenetiky identifikuje klíčové molekuly v patogenním embryonálnim v ý voji pomocí zvířecích modelů a umožňuje tak vypracovat nové postupy pro prevenci a diagnózu diabetické embryopatie.

„Udělejme vše pro to, aby metody asistované reprodukce byly potřeba stále méně. Zlepšit podmínky pro přirozený vznik života je důležitější než zdokonalovat umělé technologie.“ Doc. RNDr. Jana Pěknicová, CSc. ředitelka BTÚ AV ČR, v.v.i.

Z výzkumu do praxe

Histologický řez varletem: navozená apoptóza (vlevo) a kontrola (vpravo).

Vymýtit rakovinu Laboratoř molekulární terapie se zaměřuje na rakovinné kmenové buňky a na vývoj nových protirakovinných látek, zejména analogů vitamínu E, které efektivně a selektivně působí proti maligně transformovaným buňkám tím, že navozují jejich smrt (apop-

tózu). Výzkum Laboratoře genové exprese je směrován k rozvoji nástrojů pro profilovou analýzu exprese genů pomocí vysokokapacitní polymerázové řetězové reakce s reverzní transkripcí (qRT-PCR) na tkáňové, jednobuněčné a sub-buněčné úrovni.

Výsledkem naší práce jsou i technologie zavedené do komerční sféry. Firmě EXBIO Praha, a. s. byly předány hybridomy k detekci proteinů na spermiích, které jsou důležité pro úspěšné oplození. Tyto hybridomy jsou využívány v centrech asistované reprodukce. Ve spolupráci s firmami VIDIA spol. s r.o., EXBIO Praha, a.s., r-Ecoli spol, s r.o. byly připraveny kity k detekci vybraných znečišťujících látek v životním prostředí.

Pedagogická činnost Důležitým úkolem ústavu jsou odborná školení pracovníků z různých institucí v biotechnologických technikách a výchova diplomantů a doktorandů biologických, biochemických, medicínských a zemědělských oborů. Pět pracovníků BTÚ přednáší na vysokých školách.

U léčených myší došlo k výraznému zpomalení zvětšování nádoru. Vpravo jsou ultrazvukové snímky nádoru u kontrolní a léčené myši.

Společně k novým cílům

Špičkové přístroje Vysokokapacitní zařízení BIOMARK (výrobce Fluidigm) umožňuje současnou analýzu exprese až 96 genů v rámci jednoho experimentu. Sledování exprese řady genů v jediné buňce urychlí objasňování regulačních mechanismů buňky, mechanismů diferenciace či mechanismů odpovědi buňky na farmaka nebo na nejrůznější stimuly, jako jsou např. vlivy životního prostředí. Přístroj Vevo 770 (Visual Sonics) slouží k neinvazivnímu zobrazování a kvantitativnímu vyhodnocování modelů různých onemocnění, zejména nádorových a kardiovaskulárních.

Biotechnologický ústav AV ČR se aktivně podílí na projektu BIOCEV v rámci Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace. Začlenění ústavu v projektu Biocev je mimořádnou šancí k jeho dalšímu rozvoji. Ústav je též aktivním členem sdružení BIOCEV z. s. p. o. a CzechBio – asociace biotechnologických společností ČR, z. s. p. o.(http://www.ibt.cas.cz).


SPECIÁLNÍ SEKCE

Z Á ZR AK ŽIVOTA

ÚSTAV EXPERIMENTÁLNÍ MEDICÍNY AV ČR, v. v. i.

Výzkum pro zdraví Ústav experimentální medicíny AV ČR byl založen v roce 1975 sloučením 4 laboratoří z lékařských fakult Univerzity Karlovy. Je uznávaným centrem základního biomedicínského výzkumu v České republice, vyniká zejména v buněčné biologii a patologii, neurobiologii, neurofyziologii, neuropatologii, vývojové toxikologii a teratologii, molekulární epidemiologii, molekulární farmakologii, Počet publikací v impaktovaných časopisech za rok 2011: . . . . . . . . . . . 81 Počet národních výzkumných projektů řešených v roce 2011: . . . . . 26 Počet významných patentů za rok 2011: . . . . . . . . . . .

4

Počet zaměstnanců: . . . . . . 187 Počet PhD.-studentů: . . . . . . 46 Počet diplomantů: . . . . . . . 19

EU Centre of Excellence

Porézní hydrogely pomáhají léčit poranění míchy Oddělení neurověd studuje degenerativní onemocnění a poranění mozku a míchy. Léčba poranění míchy vyžaduje nejen implantaci kmenových buněk, ale i přemostění poškozené části míšní tkáně pomocí porézních biomateriálů nebo nanovláken, které umožní v r ůstání nov ých ner vov ých vláken. Jako vhodný biokompatibilní materiál byl ve spolupráci s Ústavem makromolekulární chemie AVČR vyvinut superporézní hydrogel na bázi poly(2-hydroxyet hyl met ha k r ylát u), jeho ž pov rch byl modifikován cholesterolem a jeho vlastnosti byly optimalizovány pro implantaci do míšní tk áně. Na společném pracov išti s 2. lékařskou fakultou UK v nemocnici

Abychom viděli lépe KO N TA K T Y:

Ústav experimentální medicíny AV ČR, v. v. i.

Vídeňská 1083 142 20 Praha 4 Tel.: +420 241 062 230 Fax: +420 241 062 782 E-mail: [email protected] http://www.iem.cas.cz


imunofarmakologii, výzkumu rakoviny, molekulární embryologii a oblasti kmenových buněk a tkáňových náhrad. Výsledky výzkumu na ÚEM AV ČR nacházejí využití v oboru ochrany životního prostředí, neurověd, regenerativní medicíny, farmakologie a diagnostických metod. V současné době má ústav 10 samostatných vědeckých oddělení a 1 samostatnou laboratoř.

Laboratoř histochemie a farmakologie oka zkoumá příčiny špatně se hojících lézí předního očního segmentu při různých očních onemocněních nebo poraněních a hledá možnosti jejich prevence a léčby. Probíhají studie využívající k léčbě defektů rohovky kmenové buňky.

Motol již probíhají 2 klinické zkoušky využívající kmenové buňky u pacientů s poraněním míchy a u pacientů a amyotrofickou laterání sklerózou.

Trehalosa je neredukující disacharid glukosy, který produkují nižší organismy jako protistresový faktor. U vyšších organismů trehalosa syntetizována není, ale jestliže je aplikována ve formě očních kapek na králičí rohovku poškozenou oxidačním stresem, omezí indukci prozánětlivých cytokinů, proteolytických enzymů a oxidační/antioxidační nerovnováhu. Výsledkem je podstatně zlepšené hojení rohovky.

Stárnutí a hluk poškozují sluch Oddělení neurofyziologie sluchu studuje především struktury a funkce sluchového systému u zvířat za normálních podmínek a sleduje změny během vývoje, stárnutí a po působení různých patologických činitelů, například hluku nebo léků poško-

zujících sluch. Výsledky výzkumu mechanismů poškození sluchu po vystavení intenzivnímu hluku, prováděného na potkanech, jsou v praxi ověřovány na pacientech a dobrovolnících v rámci spolupráce s ORL klinikami pražských nemocnic. Na tento

www.iem.cas.cz

výzkum navazuje projekt EU NANOEAR zabývající se vlivem lokálně podaných nanočástic na funkci vnitřního ucha. Další

směr představuje analýza kódování akustických signálů sítěmi neuronů v centrálním sluchovém systému.

Buněčná neurofyziologie Oddělení buněčné neurofyziologie se zabývá morfologickými a elektrofyziologickými vlastnostmi astrocytů a NG2 gliových buněk v patofyziologii mozkové ischemie a postupu Alzheimerovy choroby. Jsou studovány mechanismy vápníkové signalizace u arginin,vasopresin a oxytocin

neuronů za fyziologických i patologických podmínek. S využitím neinvazivní zobrazovací metody DW-MRI se ukázalo, že dlouhodobě přetrvávají změny v difuzivitě nervové tkáně po ischemickém poškoz en í mozk u a u Alzheimerovy choroby. Pomocí iontoforetické metody, která využívá iontově-selektiv ní elek t rody, byly na lez eny změny velikosti mezibuněčného prostoru a související změny na buněčné úrovni.

Nové léky proti zánětům Na oddělení farmakologie jsme ve spolupráci s Ústavem organické chemie a biochemie AV ČR u analogů purinových nukleotidů objevili látky, které mají imunosupresivní účinky. V koncentracích, které

„Dnes existuje celá řada onemocnění, která neumíme léčit a která vedou ke smrti nebo k těžké ivaliditě. Léčba těchto onemocnění vyžaduje soustředěný biomedicínský výzkum, který vede k vyvinutí nových léků, kmenových buněk a prostředků tkáňového inženýrství. Snaha zavést tyto nové metody léčby do praxe je naší prioritou.“ Prof. MUDr. Eva Syková, DrSc., FCMA ředitelka ÚEM AV ČR, v.v.i.

nejsou cytotoxické, inhibují produkci prostaglandinů a oxidu dusnatého. Biologické vlastnosti nově syntetizovaných derivátů purinu mohou být využity po vývoj nových protizánětlivých léčiv.

Laboratoř tkáňového inženýrství Skupina vědců je především zaměřena na přípravu tkáňových náhrad, tvorbu buněčných nosičů, především biologicky odbouratelných a na bázi nanovláken, modelování proteinových struktur a rovněž vyhledávání možností praktického využití výsledků. Pracoviště vyvíjí technologii uvolňování bioaktivních látek s využitím nanovlákenných nosičů obohacených o liposomy, což umožňuje řízený přísun živin a léků přímo do místa defektu. Připravují se umělé náhrady pro k linické v y užití v or topedii a v dalších oborech.

Inovační biomedicínské centrum (IBC) IBC napomáhá vzniku a úspěšnému rozběhu spin-off firem založených na vědeckých výstupech Ústavu experimentální medicíny a podporuje spolupráci mezi firmami, výzkumnými pracovišti a investory. Služby IBC pro inovační začínající firmy: – podpora konkurenceschopnosti v biomedicíně – podpora aplikovaného výzkumu v biomedicíně – podnikatelský inkubátor pro spin-off společnosti


SPECIÁLNÍ SEKCE

Z Á ZR AK ŽIVOTA

BIOFYZIKÁLNÍ ÚSTAV AV ČR, v. v. i.

Zaostřeno na život

„O schopné vědce u nás pečujeme jako o vlastní děti.“ Doc. RNDr. Stanislav Kozubek, DrSc. ředitel BFÚ AV ČR, v.v.i.

Počet publikací BFÚ v roce 2011 . . . . . . . . . . . 108 Počet realizovaných projektů základního výzkumu v roce 2011 . . . . . . . . . . . . 87 Počet mezinárodních projektů s účastí BFÚ v roce 2011 . . . . 26 Počet společných center základního nebo aplikovaného výzkumu s univerzitami od roku 2005. . . . . . . . . . . . 9 Počet zaměstnanců . . . . . . 198 Počet PhD.-studentů . . . . . . 74 Počet diplomantů . . . . . . . . 27

KO N TA K T Y:

Biofyzikální ústav AV ČR, v. v. i.

Královopolská 135 612 65 Brno Tel.: +420 - 541 517 111 Fax: +420 - 541 211 293 E-mail: [email protected]

www.ibp.cz


Biofyzikální ústav byl založen v roce 1955; zkoumá živou přírodu prostředky moderní fyziky a biologie s cílem získat zásadní poznatky využitelné v praxi. Od roku 1970 se podílel na mezinárodních programech COMECON a Interkosmos, nově rozvíjí další mezinárodní projekty. V BFÚ je řada výzkumných směrů: od molekulární biologie a biochemie, přes fyzikální chemii

a elektrochemii až po buněčnou biologii, genetiku a dědičnost, molekulární onkologii a evoluční biologii. Jedním z aktuálních směrů v BFÚ je výzkum lidských embryonálních kmenových buněk, který navazuje na dříve rozvinuté oblasti, jako jsou molekulární cytologie, cytometrie a epigenetika. Vybrali jsme tento směr jako jeden z mnoha příkladů úspěšného výzkumu.

Výzkum lidských embryonálních kmenových buněk Důležitým výsledkem BFÚ z posledních let je zjištění, že v lidských embryonálních kmenových buňkách je uspořádání genomu zcela odlišné od diferencovaných buněk, jež se nacházejí ve tkáních a orgánech a vznikají z kmenových buněk. Lidský genom v jádrech buněk je tvořen 46 molekulami DNA a společně s některými proteiny tvoří látku, jež se nazývá chromatin. Prakticky celé 20. století se věřilo, že chromatin je uspořádán náhodně a jednotlivé molekuly DNA, jež nesou dědičnou informaci, plavou v jádře jako „nudle v polévce.“ Teprve na přelomu 20. a 21. století se zjistilo, že chromatin je vysoce organizován, přičemž jednotlivé chromosomy vytvářejí prostorově oddělená teritoria (viz obrázek). Chromatin obsahuje řadu proteinových struktur, v nichž probíhají důležité procesy. Skupina E. Bártové zjistila, že u lidských embryonálních kmenových buněk je chroma-

tin výrazně rozvolněn a teprve při vyvolané diferenciaci dochází k jeho kondenzaci. Jeden z genů odpovědných za stav pluripotence (oct3/4) byl ve kmenových buňkách nalezen na dlouhých smyčkách, které vybíhají z chromosomového teritoria (viz obrázek). Tyto výsledky byly již potvrzeny v odborné literatuře (viz E. Meshorer, StemBook, HSCI) a mají vysoký potenciál pro využití v humánní medicíně.

Gen pluripotence (oct3/4, červeně) se v lidských embryonálních kmenových buňkách nachází na povrchu svého chromosomového teritoria (zeleně), často na dlouhých smyčkách vybíhajících z teritoria.

BFÚ je moderní výzkumná organizace se špičkovou úrovni výzkumu v ČR BFÚ je umístěn v nádherném areálu, laboratoře jsou moderní, ústav je vybaven špičkovou technikou, kterou dále doplňuje z prostředků SF EU v rámci spolupráce s ICRC a CEITEC. V ústavu pracuje řada vynikajících vědců, kteří jsou špičkou ve světovém měřítku. Ústav koordinuje 3 Projekty excelence (M. Fojta, S. Kozubek, B. Vyskot) z celkového počtu 12 těchto projektů v oblasti živé přírody a chemie v ČR; na projektech excelence se dále podílejí J. Šponer a A. Ko-

vařík. BFÚ koordinuje také několik projektů OP VK a pomáhá tak zajišťovat lidské zdroje v oblasti výzkumu pro ČR. Jsou to oddělení M. Fojty, S. Kozubka, A. Lojka a A. Kozubíka. Při závěrečném hodnocení výzkumného záměru BFÚ za období 2005–2011 akademická komise konstatovala, že „BFÚ je nejlepší na AV ČR v celé řadě kritérií“. Důležitý je zejména podíl na nejcitovanějších publikacích vytvořených v ČR, kde se BFÚ drží stále na špičce v ČR.

FA K U LTA E L E K T R OT EC H N I C K Á Č V U T V P R A Z E

KATEDRA KYBERNETIKY Výzkum v oblasti biomedicínské informatiky Několik oddělení katedry se věnuje výzkumu kombinujícímu pokročilé metody umělé inteligence s klasickými postupy zpracování signálu i s nejmodernějšími technologiemi.

Cílem je nabídnout řešení pro aktuální otázky klinické biomedicíny a přispět tak k rozvoji teoretických základů biomedicínského inženýrství i k vývoji medicínských aplikací.

Co se v našich tělech děje? Soudobé technologie nabízejí řadu postupů pro získávání informací o aktivitě živých organismů na nejrozličnějších úrovních od molekulární po snímky či signály dávno standardně používané (např. EEG, EKG, PPG). Často jde o multidimenzionální data, která se mění v čase. Záznamy z různých zdrojů je třeba synchronizovat a hledat způsoby jejich interpretace. Oddělení BioDat (Biomedical Data and Signal Processing Group) se soustřeďuje např. na zpracování a analýzu dlouhodobého, novorozeneckého a spánkového EEG, na hodnocení kardiotokografie, zpracování EKG z mnohaelektrodového př ístroje (120 elektrod), lokalizaci infarktu myokardu z 12-svodového EKG a vyhodnocování signálů z nitra srdce.

Oddělení NIT (Nature Inspirated Technologies Group) věnuje pozornost jak analýze dat DBS s cílem lépe porozumět procesům hloubkové mozkové stimulace, tak hledá n í nov ýc h efek t iv n íc h post upů pro objektivizaci diagnostiky (např. strabismu) či pro dálkové monitorování stavu pacienta s cílem včas upozornit na zhoršení stavu.

Na pomoc pacientům Pro skupiny pacientů s diagnózou diabetes nebo schizofrenie a pro pacienty starší nebo tělesně postižené, navrhujeme interaktivní podpůrné nástroje, které neinvazivně sledují fyziologické signály nebo chování, varují v případě hrozícího nebezpečí, radí či zprostředkovávají informace. K nejzajímavějším aktuálně řešeným aplikačním projektům patří MAS, SPES a BOS, teoretický výzkum je podpořen několika granty GA ČR.

metody aplikujeme na řadu praktických problémů, jako jsou detekce plicních uzlů (na obrázku), lokalizace chirurgických nástrojů, segmentace kostí, zjišťování elastických vlastností tkání, prostorová rekonst r u kce mozkové činnosti, vyhodnocování perfuse srdce, podpora diagnostiky (např. malárie či nemocí štítné žlázy) a detekce nádorů.

Inspirace z přírody Při automatickém zpracování biologických signálů a dat se často setkáváme s optimalizačními úlohami, které jsou těžko řešitelné klasickými metodami optimalizace. Proto se soustřeďujeme na rozvoj metod inspirovaných chováním živé přírody, například mravenčími společenstvy, ptačími hej-

Prof. Ing. Vladimír Mařík, DrSc. vedoucí katedry kybernetiky ČVUT FEL

EU Centre of Excellence

Jak nás vidí stroje Oddělení CMP (Center for Machine Perception) zpracovává 2D a 3D medicínská a biologická obrazová data pocházející z ultrazvuku, rentgenu, MRI, CT, mikroskopie, atp. Jedním z hlavních výzkumných témat je elastická registrace obrazů pro analýzu vztahů mezi obrazy získanými v různých časech nebo různými způsoby. Vyvinuté teoretické

„V oblasti biomedicínských aplikací spolupracujeme s jedenácti klinikami v Česku na vývoji nových softwarů. Zvláštní pozornost věnujeme asistivním technologiím.“

ny, roji hmyzu či interakcemi lidí. V současnosti k lademe vel k ý dů raz na v ý voj webového nástroje XGENE.ORG, který pomocí integrované analýzy profilů genové exprese získaných z genomů různých organizmů měří pomocí heterogenních čipů genovou expresi.

Naše výsledky míří do praxe Založili jsme řadu spin-off firem, např. Certicon, Neovision a Eydea Recognition.

Výzkum studentů je podporován nadace www.cvutmedialab.cz. KO N TA K T Y:

Katedra kybernetiky FEL ČVUT v Praze

Karlovo nám. 13, 121 35 Praha 2 Tel.: +420 - 224 357 666 E-mail: [email protected]

www.cyber.felk.cvut.cz


SPECIÁLNÍ SEKCE

Z Á ZR AK ŽIVOTA

LABORATOŘ BIOMECHANIKY ČLOVĚKA

Nové technologie pro zdraví Lékařská péče a medicínská technika od včasné diagnostiky až po život zachraňující technologie provází člověka po celý život. Členové Laboratoře biomechaniky člověka aplikují znalosti a nástroje strojního inže-

nýrství v základním a aplikovaným výzkumu a vývoji, jehož cílem je zlepšení léčebných postupů a užitných vlastností zdravotnických prostředků, aby byla zajištěna co nejvyšší kvalita pacientova života.

Výzkum a vývoj Přijďte k nám studovat Tým laboratoře zajišťuje výuku magisterských studentů v oboru Biomechanika a lékařské přístroje a postgraduálních studentů v oboru Biomechanika. Naši studenti absolvují kromě technických předmětů také základy anatomie a fyziologie. Při přípravě diplomových prací se studenti aktivně podílejí na řešených výzkumných projektech a získávají tak zkušenosti pro svou další praxi ve vědě i v průmyslu.

Témata řešených projektů souvisí zejména s muskuloskeletálním systémem a kardiovaskulárním systémem člověka. Podílíme se na vývoji náhrad kolenního, kyčelního nebo zápěstního k loubu, při kterém výpočetně analyzujeme zatížení komponent implantátů a provádíme dlouhodobé zkoušky životnosti a otěru kloubních ploch. Věnujeme se mechanice páteře a spinálním náhradám, podařilo se nám vyvinout pohyblivou náhradu meziobratlového disku.

Pro pacienty, kteří utrpěli ztrátu kostní tkáně kvůli nehodě nebo nádorovému onemocnění, dokážeme navrhnout individuální implantát, jehož tvar vychází ze snímků pacienta pořízených medicínským zobrazovacím systémem, např. počítačovým tomografem. Při návrhu individuálního implantátu používáme technologii 3d tisku pro rychlou stavbu kontrolního modelu. Vybudovali jsme laboratorní hydraulický okruh, který simuluje cévní oběh včetně pulzací. Na tomto zařízení studujeme chování cév, cévních náhrad nebo koronárních stentů. Zajímáme se o vliv aterosklerózy a věku na strukturu cévní stěny a její mechanické vlastnosti.

Femorální komponenta kyčelní náhrady připravená pro test životnosti Individuální implantáty a modelování podle obrazových dat – CAD model návrhu náhrady části dolní čelisti. KO N TA K T Y:

Laboratoř biomechaniky člověka ČVUT v Praze, Fakulta strojní Ústav mechaniky, biomechaniky a mechatroniky

Technická 4 166 07, Praha 6 Tel: +420 224 352 509 E-mail: [email protected]

www.biomechanika.cz


Zabýváme se analýzou mechanických vlastností biologických materiálů a technických materiálů, které se objevují v konstrukcích implantátů, vnějších fixačních prvků nebo ortéz. Také vyvíjíme nové kompozitní materiály pro implantace, které se budou lépe integrovat do organismu, a pro instrumenty, jejichž výhodou je transparentnost pro rentgenové záření (obrázek níže).

Experimentální kardiovaskulární biomechanika: laboratorní hydraulický okruh pro simulaci cévního systému.

Souvisejícím oborem je forenzní biomechanika. Provádíme analýzy, pohybové studie a simulace lokomoce člověka, které mohou sloužit k objasnění trestné činnosti.

FA K U LTA S T R O J N Í Č V U T V P R A Z E

www.biomechanika.cz

Experimentální vybavení Pro experimentální analýzy na několika úrovních máme k dispozici špičkové vybavení. Testovací systém MTS 858.2 Mini Bionix je schopen provozovat současně zatěžování osovou silou až 25 kN a momentem síly až 100 Nm. Je zcela unikátně vybaven speciálním simulátorem, který umožňuje zatěžování s osmi stupni volnosti (3 posuvy a 5 rotací). Tento simulátor je zcela ojedinělý v celé Evropě. Svou konstrukcí je primárně určen k testování páteřních implantátů. Úpravou konfigurace je však možno simulátor používat i k jiným pokusům. Celý systém splňuje požadavky mezinárodní normy ISO/ IEC 17025 a je pro něj akreditováno několik zkušebních postupů.

Dvouosým zatěžovacím strojem Messphysik (Zwick/Roell) lze realizovat tahové a tlakové zkoušky při víceosé napjatosti, které jsou nezbytné pro zjišťování mechanických vlastností anisotropních materiálů, silami až 250 N. Je využíván zejména při zkouškách měk kých tkání (tepny, žíly, chlopně, kůže, vazy), polymerů (silikony, pryže, latex, UHMWPE) a kompozitních materiálů. Nanoindentační systém Hysitron TriboIndenterTM TI 950 umožňuje provádět několik typů mechanických zkoušek na nanoúrovni. Kvazistatická nanoindentace slouží k měření elastických modulů, tvrdosti, lomové houževnatosti a dalších mechanických vlastností. Nanometrická dynamic-

Snímek trabekuly stehenní kosti z optického mikroskopu

ká mechanická analýza (nanoDMA) vyšetřuje časově závislé vlastnosti materiálů zatěžováním harmonicky buzenou silou a snímání deformační odezvy materiálu. Je navržena speciálně pro polymery a biomateriály. Scratch testy kvantifikují odolnost povrchu a tenkých povrchových vrstev. Jsme oficiální demo laboratoří firmy Hysitron, Inc. s profesionálně vyškolenou obsluhou. Pro dlouhodobé testování kloubních implantátů tým laboratoře vyvinul simulátor kloubního pohybu, který umožňuje uživatelské nastavení kinematických a dynamických parametrů a provádět experimenty za podmínek blížících se situaci v kloubu po implantaci. Pro měření deformací používáme kontaktní i bezkontaktní optické extenzometry. Pole deformací včetně geometrie v prostoru zaznamenává optický systém Dantec Q450, který pracuje na principu 3D korelace obrazů z vysokorychlostních kamer.

„Díky novým technologiím se například výroba a vývoj individuálních implantátů zkracuje z původních týdnů na dny či dokonce pouhé hodiny.“ Prof. Ing. Svatava Konvičková, CSc. vedoucí Laboratoře biomechaniky člověka

Počítačové simulace Nedílnou součástí vývoje je matematické modelování. Počítačové simulace poskytují náhled do chování tkání a umožňují kontrolu namáhání implantátů ještě před zkouškami prototypů. Tím napomáhají k optimalizaci implantátů i k predikci účinku operačního zákroku. Tým laboratoře má dlouholeté zkušenosti s matematickými analýzami zatížení konstrukcí metodou konečných prvků. Používáme software ABAQUS doplněný o programovací nástroje umožňující aplikaci vlastních pokročilých materiálových modelů. Obecné simulace a výpočty provádíme také v software Matlab.

Zubní implantáty (Ihde Dental) a testování životnosti

Výpočet namáhání zubu a plomby z částicového kompozitu


FA K U LTA E L E K T R OT EC H N I C K Á Č V U T V P R A Z E

CENTRUM ASISTIVNÍCH TECHNOLOGIÍ

Společný cíl: usnadnit a pomoci Centrum asistivních technologií (CAT) je realizováno ve spolupráci šesti kateder FEL ČVUT a jednoho ústavu 1. LF UK. Výuka zahrnuje prostředky a technologie péče a zkvalitnění života seniorům, zdravotně postiženým a dětem. Jádro CAT tvoří čtyři hlavní pracoviště, zaměřená na biomedicínské technologie, aplikovanou multimediální (audiovizuální)

„V budoucnu nebude dost lidí pro péči o lidi, proto musí nastoupit asistivní technologie.“ Prof. Ing. Miloš Klíma, CSc.

Inteligentní byt poskytuje reálné testovací prostředí zejména pro výzkum a vývoj technologií a nástrojů pro ovládání domácnosti netradičním způsobem, který usnadní život zdravotně postiženým, pro testování telemedicínských aplikací a sledování vitálních funkcí v reálném prostředí.

techniku, aplikovanou telekomunikační techniku, inteligentní bydlení (smart home) spojené s problematikou interakce člověka a prostředí a další související oblasti techniky. Kromě studentů se zde celoživotně vzdělávají biomedicínští inženýři a zdravotních pracovníci. Cílem CAT je i zavádění technologií a pomůcek pro vzdělávaní zdravotně postižených.

Laboratoř lékařské přístrojové techniky a biomedicínské elektroniky Jedním z projektů laboratoře je vzdálené sledování vitálních funkcí. Aplikačním v ýstupem je zařízení Intelligent Primer Nurse umožňující sledování srdeční a pohybové aktivity měřené osoby a klasifikaci

urgentních stavů. V mezinárodní soutěži 2011 OpenWorld Design Contest, vypsané společností ST Microelectronics, získalo první cenu. Další projekt se zabývá primárním screeningem aterosklerózy na základě měření hemodynamických parametrů a sledování tvaru pulsní vlny. Studenti se v rámci v ýuky seznamují s funkčními principy diagnostických přístrojů jako jsou např. elektrokardiografy, pulsní oxymetry, ultrazvukové diagnostické přístroje nebo přístroje pro měření krevního tlaku a průtoku krve.

Pracoviště multimediální techniky Účelem pokusů je zejména vyhodnocování subjektivního vjemu diváka při různých typech projekce 3D-obrazu a kvantitativní porovnání vjemu s klasickou 2D projekcí a standardní KO N TA K T Y:

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze

Technická 2 166 27 Praha 6 Prof. Ing. Miloš Klíma, CSc. [email protected] tel.: 224 352 205 Doc. Ing. Lenka Lhotská, CSc. [email protected] tel.: 224 353 933

www.fel.cvut.cz


„přirozenou“ scénou. Další měření se soustřeďuje na optimalizaci kódování pro doplňkový přenos animovaného tlumočníka do znakového jazyka v digitálním televizním vysílání a experimenty projektu PERSEUS, který je věnován dálkové navigaci nevidomých. V další fázi dojde k vybudování kompletního CCTV bezpečnostního kamerového systému. Mezi další projekty patří zejména bezdrátový přenos v blízkosti nebo s využitím lidského těla a v neposlední řadě problém elektromagnetické kompatibility komplexních systémů v rámci asistivních technologií.

Technologie automatické identifikace Rozpoznávání stavu okolí je důležité pro zdravotnictví a asistivní technologie i pro mnoho průmyslových a ekonomických oblastí a státní správy. Na elektrotechnické fa-

kultě se těmito technologiemi zabýváme již více než 15 let – využitím čárových kódů, radiofrekvenční identifikace a biometrické identifikace.

ZÁZRAK ŽIVOTA. Život je nejúchvatnějším jevem, který se rozšířil na naší SPECIÁLNÍ SEKCE

Recommend Documents