Aktuální návrh nabízí podstatný pokrok v pochopení, jak se energetická homeostáza podílí na udržení pluripotence u lidských embryonálních kmenových buněk (hESC). Cílem našeho výzkumu je prozkoumat vliv buněčných metabolických parametrů na udržování nediferencovaného stavu u hESC.
Praktickou částí práce je experimentálně definovat metabolické parametry, které mají podpůrný vliv na udržení nediferencovaného stavu hESC, jelikož současné kultivační technologie nepostačují dlouhodobé propagaci xeno-free hESC určených pro využití v klinické medicíně. Naše hlavní hypotéza je: Energetická homeostáza spolu s metabolickou signalizací definuje, nebo alespoň podstatně ovlivňuje, celkové buněčné signální kaskády u hESC. Naše pracovní hypotéza je: hESC získávají energii glykolýzou. Buňky v průběhu diferenciace mění metabolismus z glykolýzy na oxidativní fosforylaci. Předpokládáme, že metabolismus se postupně mění na oxidativní fosforylaci také v buňkách procházejících fenoménem adaptace na kultivační prostředí. To znamená, že intervencemi zaměřenými k udržení energetického metabolismu u hESC ve formě glykolýzy dosáhneme podpory pluripotence. Výzkumných cílů bude dosaženo prostřednictvím systematického zkoumání hlavních metabolických parametrů, zejména intracelulárního a extracelulárního NAD+, NADH a jejich vzájemného poměru, ATP, laktátu, ROS, systému transportu elektronů přes plasmatickou membránu, spolu se spotřebou kyslíku na buněčném povrchu, atd. u nízkých, středních a vysokých pasáží hESC a jejich diferencovaných protějšků. Hypotézy budou potvrzeny záměrnými změnami některých metabolických parametrů a prozkoumáním fenotypových následků těchto zásahů. Bylo dohodnuto s hostitelskou institucí, že žadatel si založí vlastní výzkumnou skupinu a vybuduje úzkou spolupráci ve formě subprojektů s výzkumnými institucemi ve Finsku, Německu, Ukrajině atd. na základě svých vlastních, již navázaných kontaktů.

Publications