Tkáně vytvořené in vitro představují důležitý nástroj pro modelování různých onemocnění, testování léčiv a environmentálních polutantů, a ve své morfologicky a funkčně správné podobě i východisko pro regenerativní medicínu. In vitro histogeneze využívá pluripotentní a progenitorové kmenové buňky, které v kombinaci s vhodnými biomateriály, metodami tkáňového inženýrství a kultivačními podmínkami vytvářejí odpovídající ekvivalenty příslušných nativních tkání. Efektivní tvorba tkání in vitro předpokládá i) detailní poznání vlastní buněčné biologie kmenových buněk a progenitorů, ii) pochopení diferenciačních trajektorií a faktorů, které je ovlivňují, iii) objasnění chování buněk v neoptimálních podmínkách a buněčnou reakci na stres tkáňového mikroprostředí, iv) vývoj nových metod, postupů a technik tkáňového inženýrství.
Tento projekt navazuje na předchozí dlouhodobý výzkum v oblasti buněčné a tkáňové biologie a tkáňového inženýrství na Ústavu histologie a embryologie, dále rozvíjí získané znalosti a identifikuje nové směry výzkumu.
Konkrétní cíle zahrnují: i) poznání molekulárních mechanismů řídících plasticitu buněk a tkání, ii) stabilitu fenotypu kmenových buněk, iii) vývoj protokolů kompatibilních se cGMP postupy pro diferenciaci pluripotentních kmenových buněk do retinálních, plicních a žlázových epitelií, iii) tkáňové inženýrství pro tvorbu kostních štěpů s využitím in vitro derivovaných chondrogenních/osteogenních progenitorových buněk, iv) in vitro histogenezi neurálních tkání, včetně morfogeneze mozkových tkání a sítnice, v) vývoj nových biomateriálů a bioanalytických technik pro pokročilou kultivaci v podmínkách 2D a 3D.
Metodické portfolio zahrnuje šíři molekulárních metod, analýzu genové exprese, pokročilé kultivace buněk a tkání, pokročilou světelnou a elektronovou mikroskopii, 3D tisk tkání a biomateriálů, i metody bionalytické chemie a biostatistiky.