Středoškolská odborná činnost

Středoškolská odborná činnost je soutěž středoškoláků v řešení problémů v jednom z 18 vědních oborů. Soutěž probíhá formou prezentací na soutěžních přehlídkách. Nejúspěšnější řešitelé často reprezentují ČR na obdobných mezinárodních soutěžích.

Přemýšlíte nad středoškolskou odbornou činností v oblasti biomedicíny? Podívejte se na aktuálně vypsaná témata SOČ na Lékařské fakultě MU. Témata pro Vás připravili odborní pracovníci z Anatomického ústavu, Biologického ústavu, Ústav histologie a embryologie, Ústavu lékařské genetiky a genomiky a Ústavu psychologie a psychosomatiky.

Pokud Vás zajímá nějaké konkrétní téma, které byste chtěli u nás zpracovávat, ale nemáte školitele, napište nám a my se pokusíme pro Vás školitele najít. Kontaktujte prosím koordinátorku Juniorské akademie LF MU Ing. Sylvu Hudcovou.

Studující středních škol si každoročně v březnu a dubnu vybírají témata, která pak v období července až února řeší na pracovištích svých školitelů, tedy zde u nás, na Lékařské fakultě MU. Výstupem jejich bádání je sepsaná práce SOČ a účast v soutěži. JCMM jakožto pořadatelská organizace v Jihomoravském kraji, poskytuje finanční podporu těchto prací v rozmezí 10 000–30 000 korun.


Nabídka témat LF MU

MikroRNA u mnohočetného myelomu

Pracoviště: Ústav patologické fyziologie

TÉMA UZAVŘENO

Anotace

Mnohočetný myelom je druhé nejčastější hematoonkologické onemocnění. Je charakterizováno infiltrací kostní dřeně maligními plazmatickými buňkami. mikroRNA jsou krátké nekódující molekuly RNA, které se účastní různých dějů v buňce, jako jsou proliferace, diferenciace a apoptóza. Mimo jiného se účastní také transformace nádorů. Tato práce se zaměří na identifikaci mikroRNA, které se účastní patogeneze mnohočetného myelomu.

Moderní terapie cystické fibrózy

Pracoviště: Ústav lékařské genetiky a genomiky

TÉMA UZAVŘENO

Anotace

Cystická fibróza je autozomálně recesivní onemocnění, které je způsobeno patologickými variantami v CFTR genu. Hlavním cílem práce bude shrnutí zjištěných skutečností z oblasti léčby cystické fibrózy CFTR modulátory.

V rámci teoretické části bude popsáno samotné onemocnění, jeho historie a příznaky, genetické příčiny. Bude zmíněna symptomatická léčba a genové terapie.

Praktická část bude věnována osobním rozhovorům a zkušenostem lékařů a pacientů s léčbou modulátory, zjištění pohledu pacientů na ni. Bude nastíněn pohled do budoucna vzhledem k modulátorovým terapiím, které jsou ještě ve vývoji.

Pronásledovaná genetika

Pracoviště: Ústav lékařské genetiky a genomiky

TÉMA UZAVŘENO

Anotace

I když zájem ve světě o Mendela, zakladatele genetiky, roste, v Čechách zaostává. Je to ještě důsledek toho, že v 50. a 60. letech byl Mendel komunistickým režimem zakázán, protože genetika byla považovaná ze reakční pavědu.

Buržoazní pavěda (buržuaznaja lženauka) byl pojem zavedený v Sovětském Svazu pro některé vědecké obory, které se z ideologického hlediska jevily jako nepřijatelné. V různých obdobích byly jako buržoazní pavěda označeny genetika, kybernetika, sociologie, sémiotika, srovnávací lingvistika. Toto pojetí na dlouhou dobu potlačilo povědomí o významných osobnostech vědy (Gregor Johann Mendel), napomohlo vzestupu obskurních osobností (Lysenko, Lepešinská) a na dlouhou dobu omezilo svobodu vědeckého bádání nejen v komunistickém bloku.

Cílem práce bude zmapovat a popsat období, kdy byla genetika pronásledována, věnovat se osobním tragédiím propagátorů genetiky v komunistickém bloku. Vlastním přínosem autora práce budou rozhovory s pamětníky postupného uvolňování v 60. letech, kdy se genetika začala vyučovat na vysokých a posléze na středních školách. Je možné nastínit i současné etické, sociální a právní problémy genetického testování.

Genetické příčiny náhlé srdeční smrti

Pracoviště: Ústav lékařské genetiky a genomiky

TÉMA UZAVŘENO

Anotace

Náhlá srdeční smrt (NSS) odpovídá za 50 % kardiovaskulární mortality a v Evropě umírá na NSS přibližně 2 500 osob denně. U mladých pa¬cientů do 40 let přicházejí v úvahu jako rizika NSS především tato onemocnění: hypertrofická kardiomyopatie, arytmogenní kardiomyopatie a syndrom dlouhého QT. Specifickou subpopulací jsou v této věkové skupině aktivní sportovci/atleti. Velkým rizikem, které ohrožuje i mladé pa¬cienty, je prodloužení QT intervalu indukované léky a rekreačními drogami na rizikovém genetickém pozadí.

Cílem této práce bude zmapovat genetické příčiny náhlé srdeční smrti a popsat konkrétní případy.

Zdraví v mobilu nebo počítači: jak využít mobilních technologií pro podporu zdraví

Pracoviště: Ústav psychologie a psychosomatiky

Anotace

Cílem práce je příprava jednoduchého intervenčního programu na podporu duševního zdraví u spolužáků nebo jiné vybrané skupiny lidí, za využití dostupných telekomunikačních nástrojů, jako je například Facebook, Instagram atd. Studenti definují, co zvyšuje nebo podporuje duševní zdraví a následně vyvinou cílenou on-line intervenci na rozvoj a podporu těchto dovedností. Cílem práce bude měřit efekt dané intervence prostřednictvím porovnání výsledků vybraných psychologických metod před a po intervenci a srovnání těchto výsledků s výsledky lidí, kteří intervenci neabsolvovali, nebo ji absolvovali v jiné formě, jako je placebo rameno nebo tzv. falešné rameno studie. Účastník se seznámí s vývojem intervencí v modu eHealth, dozví se, co jsou protektivní faktory duševního zdraví, naučí se pracovat se základními psychologickými metodami a naučí se základy vědeckého výzkumu.

Variabilita, velikost, pozice a symetrie foramen mentale na dolních čelistech z kostnic

Pracoviště: Anatomický ústav

TÉMA UZAVŘENO

Anotace

Foramen mentale je otvor na přední straně těla dolní čelisti, kterým vystupuje na povrch nervus mentalis (konečný úsek jednoho z nervů třetí větve nervus trigeminus) a doprovodné cévy. Tento otvor je klinicky významný především v zubním lékařství a také v neurologii. Svodná anestezie na foramen mentale znecitlivuje oblast rtu, brady, alveolárního výběžku a zubů od střední čáry po první třenový zub. Foramen mentale je nejčastěji lokalizováno u kořene druhého dolního třenového zubu, případně mezi kořeny obou třenových zubů.

Cílem práce je zmapovat a zhodnotit pozici, rozměry, symetrii a variabilitu (např. zdvojení) foramen mentale na dolních čelistech pocházejících z novověkých kostnic, které jsou deponovány na Anatomickém ústavu Lékařské fakulty Masarykovy univerzity v Brně.

Výskyt, rozměry a tvar foramen supratrochleare na pažních kostech z kostnic

Pracoviště: Anatomický ústav

TÉMA UZAVŘENO

Anotace

Foramen supratrochleare je poměrně častá varieta distální části pažní kosti člověka. Jedná se o otvor v kostěném septu nad distální kloubní plochou pažní kosti. Znalost této variety je důležitá pro anatomy, antropology, radiology či ortopedy. Antropologové považují foramen supratrochleare za určité fylogenetické pojítko mezi člověkem a zvířaty. Klinický významný je fakt, že tento otvor může predisponovat fraktury distálního konce pažní kosti.

Cílem práce je zmapovat a zhodnotit frekvenci výskytu, rozměry a tvar foramen supratrochleare na pažních kostech pocházejících z novověkých kostnic, které jsou deponovány na Anatomickém ústavu Lékařské fakulty Masarykovy univerzity v Brně.

Histologická separace vrstev kůže při fixaci těla a její využití ve forenzní daktyloskopii

Pracoviště: Anatomický ústav

TÉMA UZAVŘENO

Anotace

V některých případech neidentifikovaných těl mohou daktyloskopičtí experti pracovat s tzv. dermálními otisky prstů, které byly odebrány post mortem. Jednou ze strategií pro zjištění identity daného individua je takové otisky pak porovnat s klasickými epidermálními otisky, které byly zajištěný/zanechány před smrtí (ante mortem). Porovnání epidermálních a dermální otisky prstů jsou předmětem limitovaného, přesto velice potřebného výzkumu právě kvůli limitované dostupnosti dermální vrstvy u živých jedinců. Hypoteticky by vhodným modelem k výzkumu daktyloskopických stop dermální vrstvy mohli být těla darována pro výzkum a studium anatomie. Je však potřeba zjistit, jestli u těl fixovaných lihovou metodou dochází ke kompletnímu oddělení epidermis od dermis/coria a tím pádem, jestli je možné takové těla použít k odebrání jak epidermálních (před fixaci), tak dermálních (po fixaci) otisků prstů.

Cíle

  • z histologického hlediska popsat v jakém časovém intervalu je možné pozorovat oddělení jednotlivých vrstev kůže u vzorků odebraných z těl fixovaných v roztoku lihu,
  • popsat, o které vrstvy kůže se jedná a zhodnotit, jestli jsou těla fixované lihovou metodou vhodným modelem pro případné odebrání a studium dermálních otisků prstů.

Kroky k dosažení cíle projektu

  • histologické zpracovaní vzorků kůže, které byly předem odebrány z těl darovaných Anatomickému ústavu LF MU,
  • vytvoření, pozorování, a popsání mikroskopických preparátů kůže.

Involvement of the blood-cerebrospinal fluid barrier in Alzheimer's disease progression- an in-vitro study

Department: Department of Anatomy

THEME CLOSED

Introduction

Alzheimer's disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder with no treatment. Overproduction of amyloid-β (Aβ) and subsequent deposits of Aβ plaques in brain tissue is the principal contributor to AD's pathogenesis. The blood-cerebrospinal fluid barrier plays a vital role in the clearance of Aβ from the brain and can inhibit Aβ aggregation and toxicity (Solár et al., 2020). On the other hand, neuroinflammatory responses associated with changes at the blood-CSF barrier have been directly implicated in the Aβ plaques deposit in the brain, as inflammatory cytokines released locally have been shown both alleviate and aggravate the cluster formation (Brkic et al., 2015; Hu et al., 2009). However, the exact relationship is unclear.

The culture system enables molecular manipulations to investigate the molecular mechanism underlying the blood-CSF barrier dysfunction in relation to AD.

Experimental Plan

Z310 cell and HEK293 cell culture (control cells)

  1. Seed cells in 8-well chamber slides (with KL)
  2. Incubate the cells with 1µM FITC– Aβ1–42 (with KL)
  3. Examine cellular uptake after 24h using microscopy (with AZ)
  4. Incubate cells with Aβ1–42 for varying periods of time (with KL)
  5. Examine the viability of cells using MTT assay (with KL)
  6. Find the time required for HMW formation of Aβ1-42 using WB (with AZ)
  7. Check cytokine release using a Multiplex array (with AZ)
  8. Check TTR and TJs expression for barrier integrity using ICC (with KL)

References

Brkic, M., Balusu, S., Van Wonterghem, E., Gorlé, N., Benilova, I., Kremer, A., Van Hove, I., Moons, L., De Strooper, B., Kanazir, S., Libert, C., Vandenbroucke, RE, 2015. Amyloid β Oligomers Disrupt Blood-CSF Barrier Integrity by Activating Matrix Metalloproteinases. J. Neurosci. 35, 12766–12778. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0006-15.2015

Hu, X., Crick, S.L., Bu, G., Frieden, C., Pappu, R.V., Lee, J.-M., 2009. Amyloid seeds formed by cellular uptake, concentration, and aggregation of the amyloid-beta peptide. Proc Natl Acad Sci U S A 106, 20324–20329. https://doi.org/10.1073/pnas.0911281106

Solár, P., Zamani, A., Kubíčková, L., Dubový, P., Joukal, M., 2020. Choroid plexus and the blood–cerebrospinal fluid barrier in disease. Fluids Barriers CNS 17, 35. https://doi.org/10.1186/s12987-020-00196-2

Mechanické síly buněk v normální a nádorové tkáni

Pracoviště: Ústav histologie a embryologie LF MU

TÉMA UZAVŘENO

Anotace

Mechanické síly jsou spolu s biochemickými signály základními komunikačními mechanismy buněk. Pomocí kontraktilní buněčné „kostry“ a svalových molekul buňky vyvíjejí mechanické síly na sebe navzájem i na mezibuněčnou hmotu, a také vnímají mechanické síly z prostředí. Tento proces se nazývá mechanosignalizace. Mechanosignalizace je velice důležitá pro správný vývoj a regeneraci orgánů a její poruchy vedou k vývojovým poruchám a onemocněním, včetně rakoviny.

V tomto projektu student/ka pronikne do tajů mechanosignalizace. Seznámí se se základními molekulami, které ji zprostředkují, a v laboratoři dostane možnost je i prozkoumat. Seznámí se s metodami izolace a kultivace buněk, imunohistologického barvení, genového knockdownu a knockoutu a pokročilými metodami zobrazování (časosběrná a fluorescenční mikroskopie).

Mléko ze zkumavky

Pracoviště: Ústav histologie a embryologie LF MU

TÉMA UZAVŘENO

Anotace

Technologie miniorgánů přinesla nové možnosti pro biotechnologický a potravinářský průmysl. V posledních letech roste zájem startupů o produkci mléka pro potravinářský průmysl bez potřeby dobytku, a také o laboratorní produkci mateřského mléka pro výživu kojenců. V této práci se student/ka seznámí se složením a fyziologickou produkcí mléka u savců a s nejnovějšími přístupy z laboratoře, které umožňují vytvářet mléko v buněčných nebo bakteriálních kulturách. Prostuduje dostupné informace k různým přístupům a cílům biotechnologických firem vyvíjejících mléko ze zkumavky.

Práce je především teoretického charakteru, ale student/ka bude mít možnost se seznámit s výzkumem laktace v naší laboratoři, včetně kultivace miniorgánů mléčné žlázy.

Vypěstuj si plíce v laboratoři!

Pracoviště: Ústav histologie a embryologie LF MU

TÉMA UZAVŘENO

Anotace

Miniorgány, neboli organoidy, jsou buněčné struktury vypěstovaná v laboratoři, které napodobují svým buněčným složením i funkcemi skutečné orgány organismu. V naší laboratoři se věnujeme pěstovaní různých miniorgánů, kupříkladu i plic.

V této práci se student/ka seznámí s technologií organoidů a s postupy, jak vypěstovat plicní organoidy z embryonálních kmenových buněk, a jak tyto malé orgány složí ke zkoumání velkých vědeckých otázek. V laboratoři si vyzkouší pěstování organoidů a metody jejich analýzy (imunobarvení, mikroskopování).

Nemocné srdce na misce: Modelování srdečního selhání Duchennovy svalové dystrofie s pomocí diferenciace lidských indukovaných pluripotentních kmenových buněk do funkčních kardiomyocytů

Pracoviště: Biologický ústav

TÉMA UZAVŘENO

Anotace

Duchennova svalová dystrofie (DMD) je závažné onemocnění vázané na chromozom X, způsobené mutací dystrofinu. DMD způsobuje progresivní svalovou dystrofii u chlapců. Krom toho že jsou pacienti kolem desátého roku vázáni na kolečkové křeslo a později se u nich vyvine plná kvadruplegie, také se u pacientů rozvine dilatační kardiomyopatie, která je také většinou důvodem úmrtí mezi dvacátým a třicátým rokem života. Student se bude účastnit funkční analýzy srdečních buněk, odvozených v laboratoři z buněk získaných z pacientů. Součástí práce bude kultivace indukovaných pluripotentních kmenových buněk odvozených z pacienta, jejich diferenciace (specializace) do funkčních srdečních buněk a následné funkční analýzy vzniklých srdečních buněk. Student tak nejen pozná technologii modelování choroby za pomocí kmenových buněk, ale bude moci i přispět k objasnění příčin srdečního selhání u DMD pacientů.

Molekulární mechanismy přežití nádorových buněk za extrémního nedostatku živin

Pracoviště: Biologický ústav

Anotace

Jednou z charakteristik nádorové transformace buňky je přeprogramování buněčného energetického metabolismu. Provází ji tzv. Warburgův efekt, kdy nádorové buňky přijímají výrazně více glukózy než buňky normální, ale většina glukózy je metabolizována aerobní glykolýzou namísto oxidativní fosforylace v mitochondriích. Nádorové buňky také více využívají alternativní zdroje uhlíku, např. aminokyselinu glutamin. Znalostí o změněném energetickém metabolismu nádorových buněk se již využívá při detekci metastáz v těle pacienta pomocí pozitronové emisní tomografie. Pozměněný energetický metabolismus však také umožňuje nádorovým buňkám snadněji se vyrovnat s přechodným nedostatkem živin či kyslíku vyvolaným rychlým růstem nádoru nebo léčbou. Proto je považován za atraktivní cíl pro vývoj nových protinádorových terapií.

V našich předchozích experimentech jsme zjistili, že buňky maligního melanomu se umí vyrovnat s extrémním metabolickým stresem, při němž jsou zablokovány obě hlavní dráhy metabolismu glukózy, tj. glykolýza i oxidativní fosforylace, a přežití buněk pak závisí na příjmu aminokyseliny glutaminu z vnějšího prostředí. Některé buňky nádoru však mohou dle našich výsledků přežívat delší dobu i za podmínek absence veškerých extracelulárních živin, mechanismus však doposud nebyl objasněn. Cílem této práce je proto pochopení molekulárních mechanismů stojících za schopností nádorových buněk přežít extrémní nedostatek živin ve vnějším prostředí. Bude zkoumáno zapojení různých drah energetického metabolismu do přežití buňky a bude studován význam regulace autofagie a signálních drah regulujících buněčný růst, zejména kináz AMPK a mTOR. Výsledky práce mohou pomoci pochopit chování nádorových buněk za podmínek přechodného nedostatku živin ve velmi rychle rostoucích nádorech.

Hledání predispozic k vrozeným krevním nemocem

Spolupracující pracoviště: Ústav lékařské genetiky a genomiky LF MU – CEITEC Masarykova univerzita

TÉMA UZAVŘENO

Anotace

Mezi vrozená onemocnění krvetvorby patří vážná onemocnění jako je leukemie, ale i vzácnější onemocnění např. Fanconiho anemie, Blackfan-Diamondova anemie apod. V posledních letech bylo zjištěno, že predispozice k některým krevním nemocem jsou dědičné. K hledání těchto predispozic se využívají dynamicky se rozvíjející metody molekulární biologie, které jsou schopny detekovat změny v genech. Geny kódují vznik proteinů, které se účastní důležitých buněčných pochodů v těle. Na úrovni DNA lze tak odhalit genové defekty, které mohou vést k rozvoji onemocnění krvetvorby ale i k dalšímu systémovému postižení. Stanovení genetické predispozice hraje velkou roli v genetickém poradenství, kde lze potvrdit či vyloučit možnost přenosu defektu u rodinných příslušníků.

Cílem práce bude popsat různé typy vrozených krevních nemocí, seznámit se s genetickou podstatou dědičnosti predispozic a naučit se základní metody molekulární biologie, které se při této analýze používají.

V případě zájmu o jakékoliv téma či kontakt na školitele prosím kontaktujte koordinátorku Juniorské akademie LF MU Ing. Sylvu Hudcovou.

Používáte starou verzi internetového prohlížeče. Doporučujeme aktualizovat Váš prohlížeč na nejnovější verzi.

Další info