Switch to English
VŠCHT PrahaBAFA Aktuálně řešená témata

Věda a výzkum

21. 1. 2026 Natalie Paškanová
 

Přírodní biologicky aktivní lákty

Rostliny rodu Cannabis

V oblasti rostlin rodu Cannabis se zabýváme komplexní analýzou fytokanabinoidů v rostlinném materiálu i komerčních produktech (oleje, extrakty, kosmetické výrobky) a vývojem univerzálních metod na bázi chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií. Jsme schopni cíleně sledovat a kvantifikovat desítky kanabinoidů — jak přírodních, tak (semi)syntetických včetně regulovaných látek jako THC či HHC — ve vzorcích konopí, doplňků stravy a forenzních materiálech.

 

Více inormací o rostlinách rodu Cannabis

Sledujeme stabilitu klíčových kanabinoidů, zejména CBD, v různých matricích a podmínkách skladování, abychom ověřili deklarovaný obsah a bezpečnost těchto přípravků. Získané poznatky využíváme ve forenzní a toxikologické expertize (profilace a identifikace kanabinoidů včetně minoritních) a ve spolupráci s klinickými partnery také při hodnocení léčebného potenciálu konopí.

Vedle klasických kanabinoidů se věnujeme i aktuálním fenoménům, jako jsou nové semisyntetické kanabinoidy typu HHC. Na těchto sloučeninách rozvíjíme analytické postupy pro jejich detekci a kvantifikaci v biologických i environmentálních vzorcích a podílíme se na vývoji rychlých testů pro screening intoxikací, které reagují na dynamicky se vyvíjející trh s těmito látkami.

 

Kratom (Mitragyna speciosa)

Jelikož užívání kratomu nese spoustu benefitů, rozšířilo se v poledních letech jeho užívání do celého světa. Na druhou stranu jeho užívání s sebou nese i určitá rizika. Díky toxikologikckým výzkumům ve spolupráci s vládními a nadvládními organizacemi vstoupil kratom mezi psychomodulační látky a obsahy určitých biologicky aktivních alkaloidů budou kontrolovány.

 

Více informací ke kratomu

Výrobek z listů stromu z jihohovýchodní Asie, známý jako kratom obsahuje více než 50 alkaloidů. Mnohé z nich mají psychoaktivní účinky a působí na opioidní receptory v mozku. V posledních letech se kratom rozšířil do celého světa a získává na popularitě jako alternativa k opioidním lékům proti bolesti.

Kratom je předmětem řady řešených projektů na našem pracovišti. Taktéž vznikla nová akreditovaná laboratoř zaměřená na analýzu látek z kratomu. 

Díky regulaci psychoaktivních látek, která vstoupila v účinnost k 1. lednu 2025 (zákon č. 321/2024 Sb.), bude kratom spadat mezi psychomodulační látky. Nepatří tedy mezi vysoce rizikové látky. Užívání kratomu s sebou nese určitá rizika, která jsou spojená jak s jeho nadměrným užíváním a následným vznikem závislosti, tak i určitou toxicitou. Jeho užívání však přináší i řadu benefitů, jako je zvládání abstinenčních příznaků při závislosti na opiátech, hypertenze, únavy, dále imunostimulační a protizánětlivé účinky, nebo anxiolytický a antidepresivní efekt.  V posledních pár letech je tak užívání kratomu v ČR na vzestupu, a to především mezi mladými lidmi (např. studenty). 

Odkazy: drogy-info.cz, psychomodulační látky, vlada.gov

 

 

 

Lysohlávky - houby rodu Psilocybe

Identifikujeme a kvantifikujeme biologicky aktivní alkaloidy z nejrůznějsích druhů hub rodu Psilocybe . V návaznosti na to umíme určit obsah  těchto alkaloidů i v biologických matricích např. pro klinické studie.

Psilocybin je potenciálním lékem k terapii psychických onemocnění jako jsou depresivní poruchy, úzkosti, závislosti a obsedantně kompulzivní poruchy (OCD).

 

Více informací o výzkumu hub z rodu lysohlávek

Tryptaminové alkaloidy, které zkoumáme josu např. psilocybin, psilocin, baeocystin či norbaeocystin, známé svými psychotropními účinky a zároveň představují významné analytické objekty pro toxikologii i forenzní chemii. V rámci výzkumných témat laboratoře se proto zaměřujeme na identifikaci a kvantifikaci těchto alkaloidů v houbových matricích a biologických vzorcích, což vytváří důležité metodologické základy pro klinické i vědecké studie.

Vedle tryptaminových alkaloidů byly u některých lysohlávek zjištěny také β-karboliny (např. harman a norharman), které působí jako inhibitory monoaminooxidázy (MAO). Tyto látky mohou ovlivňovat celkový farmakologický profil účinku hub, protože mohou prodlužovat nebo modifikovat působení psychoaktivních látek. Z analytického i výzkumného hlediska přispíváme k lepšímu pochopení chemické komplexity lysohlávek, jelikož jištěné poznatky jsou korelovány při léčbě psychických poruch. 

 

Nová psychofarmaka

Naše laboratoř se také zaměřuje na vývoj a studium nových psychofarmak. Cílem tohoto výzkumu je navrhovat molekuly, které mohou ovlivňovat činnost mozku a přispívat k léčbě duševních onemocnění.

 

Více informací o vývoji nových psychofarmak

Výzkum probíhá v několika navazujících krocích. Ve spolupráci s výpočetními chemiky nejprve pomocí počítačových modelů (tzv. in silico simulací) studujeme, jak se navrhované molekuly vážou na specifické receptory v mozku. Na základě těchto simulací vybíráme nejperspektivnější kandidáty, které následně připravujeme chemickou syntézou.
U syntetizovaných látek poté pomocí in vitro experimentů testujeme jejich farmakologické vlastnosti na buněčných modelech. Zaměřujeme se zejména na vývoj nových agonistů receptoru 5-HT₂A a antagonistů NMDA receptoru. Je prokázáno, že tyto látky podporojí tzv. neuroplasticitu mozku, tedy jeho schopnost se přizpůsobovat a obnovovat, a tím potenciálně přispívají k léčbě psychických onemocnění, jako je deprese.
 

Neutrotransmitery

Vyvíjíme nové metody a postupy, které umožňují přesnější a efektivnější analýzu neurotransmiterů, a přispíváme tak k pokroku ve výzkumu neurodegenerativních onemocnění a vývoji inovativních léčiv. Dále se u nás v laboratoři věnujeme syntéze neurotransmiterů a dalších látek ovlivňujících neurotransmisní systémy.

 

Neurotransmitery: klíčoví hráči v komunikaci mozku

Neurotransmitery jsou chemické látky, které umožňují přenos signálů mezi nervovými buňkami (neurony) v našem mozku. Tyto látky hrají zásadní roli v tom, jak funguje naše mysl a tělo, a jakékoliv narušení jejich rovnováhy může vést k vážným onemocněním, jako jsou neurodegenerativní choroby, například Alzheimerova nebo Parkinsonova nemoc.

Pro výzkum neurologických onemocnění a vývoj nových léků je zásadní sledovat změny hladin neurotransmiterů v mozku. Citlivé metody, jako HPLC-MS, umožňují přesná měření i z malých vzorků, což je klíčové při testování na zvířatech i u pacientů. Stanovení neurotransmiterů v biologických vzorcích je velmi náročné kvůli jejich nízké koncentraci, nestabilitě a komplikované struktuře vzorků. K tomu, aby výsledky byly spolehlivé, je nutné zajistit rychlé a šetrné zpracování vzorků, které zabrání jeho poškození a zajistí správnou analýzu všech potřebných látek. To je výzva, protože tyto jednoduché požadavky mohou být v praxi velmi obtížně splnitelné.

 

Adaptogeny

Adaptogenní rostliny a houby představují významný zdroj biologicky aktivních přírodních látek, jejichž účinky jsou studovány zejména v souvislosti s jejich schopností modulovat stresovou odpověď organismu a podporovat adaptaci na nepříznivé podmínky. V posledních letech jsou adaptogeny stále častěji dostupné ve formě doplňků stravy, což zvyšuje potřebu jejich analýzy.

 

Více informací k adaptogenům

Mezi adaptogeny, jejichž analýze se věnujeme, patří vybrané rostliny a houby s dlouhodobým využitím v tradiční medicíně i v současném výzkumu. Maralí kořen (Rhaponticum carthamoides) je adaptogenní rostlina tradičně využívaná pro podporu regenerace a fyzické výkonnosti. Obsahuje především ekdysteroidy, zejména 20-hydroxyekdyson, které jsou studovány pro své biologické účinky připomínající působení androgenních steroidů, zejména v souvislosti s možným vlivem na růst svalové hmoty a síly. Kozinec blanitý (Astragalus trimestris) se vyznačuje vysokým obsahem polysacharidů a triterpenů a je spojován s podporou imunitního systému a celkové vitality organismu. Významnou obsahovou látkou je cykloastragenol, který aktivuje enzym telomerasa, čímž dochází ke zpomalení zkracování telomer a prodloužení délky života buněk. Gotu kola (Centella asiatica) obsahuje triterpenoidní látky, které jsou předmětem zájmu zejména v oblasti podpory kognitivních funkcí a  cévního systému. Často se přidavá také do kosmetických výrobků, kde je využíván pro podporu regenerace tkání a urychlení hojení ran.  Houby rodu Cordyceps jsou veřejnosti známé především díky svému specifickému životnímu cyklu, během něhož parazitují na hmyzu a dalších členovcích. Z chemického hlediska obsahují řadu bioaktivních látek, včetně nukleosidů. Doplňky stravy z hub rodu Cordyceps jsou často užívány zejména sportovci v souvislosti s podporou fyzické výkonnosti, regenerace a celkové kondice.

Vybrané obsahové látky adaptogenů analyzujeme pomocí HPLC-MS, díky čemuž jsme schopni porovnávat kvalitu produktů dostupných nejen na českém trhu.

 

Nové psychoaktivní látky

Nové psychoaktivní látky (NPS) vznikají vedle klasických nelegálních drog a nejsou původně zahrnuty v protidrogové legislativě. Agentura Evropské unie pro drogy a systém včasného varování detekuje již přes 950 NPS a každý rok přibývají další. Často se prodávají pod názvem legal highs a bývají označeny jako „nevhodné ke konzumaci“. Jsou rizikové zejména proto, že o jejich účincích víme velmi málo. To vytváří tlak na toxikologické a forenzní laboratoře.

 

Jak se NPS analyzují

Běžné imunologické drogové testy je většinou nedokážou zachytit. Cílem výzkumu je tak vyvinout rychlejší a jednodušší imunotesty. V druhé řadě probíhá jejich identifikace pomocí moderních laboratorních metod, zejména hmotnostní spektrometrie. 

Enantioselektivní separace

Mnohé NPS existují ve dvou zrcadlových formách, které mohou v těle působit odlišně. Zatímco jedna může mít silný účinek, druhá může být výrazně toxičtější. Pomocí speciálních chromatografických metod lze tyto formy od sebe oddělit a studovat jejich chování. To je důležité jak pro bezpečnost, tak pro přesnou analýzu těchto látek. K tomuto účely využíváme preparativní kapalinovou chromatografie a superkritickou fluidní chromatografii.

Syntéza analytických standardů

U řady NPS neexistují dostupné referenční vzorky. V laboratoři proto připravujeme čisté analytické standardy, které slouží jako „měřítko“ pro jejich identifikaci. Díky nim lze nové látky spolehlivě identifikovat a dále charakterizovat.

 

Bioanalytické metody

Moderní výzkum mechanismů účinku léčiv a psychoaktivních látek vyžaduje sledování molekulárních dějů přímo v prostředí živých buněk. V laboratořích naší výzkumné skupiny proto využíváme pokročilou biofyzikální metodu BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfer), která umožňuje detekci proteinových interakcí v reálném čase.

 

Princip metody spočívá v nezářivém přenosu energie mezi donorem, kterým je enzym luciferáza oxidující substrát, a akceptorem v podobě fluorescenčního proteinu. K měřitelnému přenosu energie dochází pouze v případě, že se přiblíží na dostatečně malou vzdálenost. Na rozdíl od statických biochemických technik nám tato data poskytují komplexní pohled na kinetiku procesu, tedy na rychlost nástupu, afinitu a dobu trvání účinku testované látky. Jelikož excitace donora probíhá chemickou cestou bez využití externího zdroje světla, dosahuje měření vysoké citlivosti bez rizika fototoxicity či interference s autofluorescencí pozadí. Tuto technologii aplikujeme primárně při studiu receptorů spřažených s G-proteinem, ale její univerzalita umožňuje i analýzu receptorových či iontových kanálů. Například u nových opioidů nám BRET senzory umožňují kvantifikovat funkční selektivitu (tzv. biased signaling) a rozlišit tak aktivaci jednotlivých signálních drah a korelovat jejich aktivitu s nežádoucími účinky.

◳ Bioanalytické metody-BRETpng (png) → (šířka 450px)

Zjednodušené schéma principu detekce aktivace G-proteinu pomocí BRET biosenzorů. BRET akceptor (rGFP) je ukotven na plazmatické membráně. BRET donor (RlucII) je připojen na efektorový protein (Rap1GAP), který se volně nachází v cytosolu. Po navázání agonisty (např. DAMGO) na receptor dochází k aktivaci G-proteinu na membráně. Aktivovaný G-protein interaguje s efektorem, tím se donor dostane do těsné blízkosti membránového akceptoru, což vyvolá přenos energie a měřitelný nárůst emise akceptoru. 

 

Steroidy

Informace budou doplněny

 

Endogenní steroidní hormony plní v těle člověka řadu funkcí. Řídí pohlavní vývoj a reprodukci, podílí se na regulaci metabolismu sacharidů a minerálů. Významnou úlohu mají při odpovědi organismu na stres, ovlivňují chování a náladu. Změna koncentrací mimo fyziologické hodnoty je spojena s celou řadou zdravotních komplikací, souvisí ale také s psychickým stavem jedince. Steroidní hormony a jejich chemická analoga jsou používány také jako léčiva, ale zároveň i zneužívány, a to především pro své anabolické účinky.    

Steroidní látky jsou stanovovány pomocí kapalinové chromatografie s hmotnostní detekcí, což umožňuje studium velkého počtu látek přítomných často ve velmi nízkých koncentracích, a to během jedné rychlé analýzy.

Navazující projekty: 

  • V rámci probíhající spolupráce s Českým olympijským výborem se zaměřujeme na stanovení hladin endogenních hormonů u vrcholových sportovců a využití poznatků při jejich tréninku.
  • Stanovení hladin hormonů v krevní plazmě při klinických studiích potencionálních léčiv psychických poruch