Laboratóriá translačného výskumu respiračných a metabolických chorôb

Laboratóriá translačného výskumu respiračných a metabolických chorôb Lekárskej fakulty UPJŠ pod vedením prof. MUDr. Ruženy Tkáčovej, DrSc. vznikli z potreby realizácie vedeckých zámerov „from the bench to the bedside“ (z laboratória k pacientovi) orientovaných na štúdium vplyvu hypoxie na metabolické procesy od úrovne buniek, cez úroveň tkanív a orgánov po úroveň organizmu (pacienta). Unikátnosť klinického výskumného pracoviska spočíva v paralelnom sledovaní početných fyziologických funkcií organizmu počas bdenia i počas spánku, s ich následným počítačovým spracovaním, a s nadväznosťou na laboratóriá základného výskumu (molekulárno-biologické a biofyzikálne laboratóriá). Komplexnosť vybavenia i výskumného zámeru je unikátna i v kontexte podobných pracovísk v EÚ.

Špičková infraštruktúra bola zakúpená z prostriedkov projektov ŠF CEVA I (ITMS 26220120025), CEVA II (ITMS 26220120040), ako i z prostriedkov projektov APVV (APVV-0122-06, APVV-0134-11) a MZ SR (2005/5-FNLPKE-01). Obstaranú prístrojovú techniku je možné rozdeliť do dvoch skupín, do skupiny na klinickej úrovni a do skupiny na molekulárno-biologickej, resp. biofyzikálnej úrovni.

Infraštruktúra k výskumu na klinickej úrovni je tvorená nasledovnými prístrojmi:

• Spiroergometer ZAN 600 s opciou Ergostik a Bodypletyzmograf ZAN 500 Spire  sú prístroje, ktoré slúžia registráciu a analýzu vydychovaného vzduchu na spirometrické objemové a prietokové parametre, ako aj obsah O₂ a CO₂ pomocou tvárovej masky alebo ventilovanej kapucne („hood“). Vykonávajú sa ním záťažové spiroergometrické vyšetrenia a vyšetrenia bazálneho energetického metabolizmu. V kombinácii s vyšetrením inzulínovej senzitivity hyperinzulínovým euglykemickým zámkom umožňuje zostava meranie metabolickej flexibility;
• BodyStat je prístroj na diagnostiku zastúpenia tukovej a svalovej hmoty a bazálneho metabolického obratu ako rizikových faktorov srdcových chorôb, ktorý pracuje na celotelovom princípe;
• Prístroj na meranie variability srdcovej frekvencie (Heart Rate Variability, HRV) VarCor 7 (Dimea Group, Olomouc, Česká Republika);
• EndoPAT 2000 (PAT = periférna arteriálna tonometria) (výrobca ITAMAR Medical, Caesarea, Izrael), ktorý umožňuje hodnotenie periférnej endoteliálnej funkcie na úrovni mikrocirkulácie na základe pletyzmografického merania zmeny cievneho tonusu v priebehu reaktívnej hyperémie;
• Ultrazvukový prístroj Philips HD11 XE (výrobca Phillips, Eindhoven, Holandsko) na sledovanie morfológie a funkcie myokardu a ciev
• Complior SP (výrobca ALAM Medical, Vincennes, Francúzsko) je prístroj na stanovenie rýchlosti šírenia pulzovej vlny (PWV- pulse wave velocity), ktorá je jedinou v súčasnosti akceptovanou metódou na stanovenie subklinického poškodenia cieľových orgánov aterosklerózou.

Infraštruktúra k výskumu na celulárnej a subcelulárnej úrovni je tvorená nasledovnými prístrojmi:

• Elektroforetická aparatúra HOEFER, model SE600, ktorá slúži na vertikálnu elektroforézu proteínov;
• Automatizovaný dokumentačný systém (ChemiBIS 2.0) s CCD kamerou, prepojením na PC s vyhodnocovacím softwarom GelQuant Pro;
• Robotická stanica QIAcube, ktorá je určená na izoláciu nukleových kyselín a proteínov;
• Robotická stanica QIAgility na automatické miešanie, pipetovanie mastermixov a vzoriek;
• Eco Real-Time PCR cyklér s HRM (High resolution melting)   s možnosťou analýzy kriviek topenia s vysokým rozlíšením
• Mikroplatničkový respirometer Seahorse XF24 (Seahorse Bioscience, USA) umožňuje neinvazívne merania fyziologických zmien v metabolických dráhach a v bionergetike bunky in vitro, buď v izolovaných mitochondriách alebo v intaktných bunkách bunky pomocou optických biosenzorov.
• Patch clamp je špičková aparatúra pre skúmanie fyziológie buniek pomocou merania miniatúrnych elektrických prúdov umožňujúca v usporiadaní na celej bunke („whole cell configuration“) merať fyziologická odpoveď bunky na elektrické, chemické a mechanické podnety, ktoré sú podmienené aktivitou napäťovo-, ligand- a mechanicky-závislých iónových kanálov;
• Xvivo System Closed Incubation System (BioSpherix, USA) sa využíva na modelovanie  hypoxického prostredia;
• Fluorescenčná laserová konfokálna mikroskopia tvorená mikroskopmi Zeiss Axiovert 200M a Zeiss LSM 700 skenovacieho systému s laserovými líniami 445, 488 a 555nm. Aparatúra zahŕňa aj PC s nahrávacím a analyzačným softwérom Zeiss Zen 2010.

Klinická výskumná infraštruktúra Laboratórií translačného výskumu respiračných a metabolických chorôb Lekárskej fakulty UPJŠ je sústredená na Klinike pneumológie a ftizeológie LF UPJŠ (Rastislavova 43) a na IV. Internej klinike LF UPJŠ (Rastislavova 43). Výskumná infraštruktúra k štúdiu na bunkovej úrovni je lokalizovaná na Ústave lekárskej biológie LF UPJŠ (Trieda SNP 1) a na Katedre biofyziky PF UPJŠ (Jesenná 9).