Stem cells: Applications in biotechnology and therapeutical potential - MB151P134

• Anglický název: Stem cells: Applications in biotechnology and therapeutical potential
• Český název: Kmenové buňky: Biotechnologické využití a terapeutický potenciál
• Zajišťuje: Katedra buněčné biologie (31-151)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2023
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 4
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:kombinovaná
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/2, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: nevyučován
• Jazyk výuky: angličtina
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: Ing. Štěpán Jeřábek, Ph.D.
• Vyučující: Ing. Štěpán Jeřábek, Ph.D.

Anotace

čeština

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (10.02.2022)

Před několika měsíci objednala paní Veselá orgán pro svého manžela s renálním selháním. Nová ledvina
byla vytvořena uvnitř geneticky upraveného prasete. Na oslavu následné úspěšné operace se celá rodina Veselých
vydala do Pleistocénního parku, kde si obě děti mohly prohlédnout mamuty srstnaté. K oživení těchto velkých zvířat
v nich vědci museli změnit celou řadu genů. Nejmladší dcera Veselých je také nositelkou jedné geneticky
upravené alely, která jí ušetří zvýšeného rizika vzniku rakoviny prsu a vaječníků. Ačkoli paní Veselá zatím lékařům
nepovolila modifikovat svůj genom, v současnosti vážně uvažuje o epigenetickém omlazení srdce. Oba její rodiče,
kteří zanedlouho oslaví sté narozeniny, ji tuto terapii vřele doporučují. Budoucnost podobná té, která je popsaná
výše, není až tak vzdálená, jak by se mohlo zdát. Pro lepší pochopení budoucích pokroků v medicíně je užitečné
naučit se něco o pluripotentních kmenových buňkách a o jejich biotechnologickém využití. Pokud považujete tuto
oblast výzkumu za zajímavou a jste ochotni se o ní dozvědět více, pak může být absolvování tohoto kurzu dobrým
krokem na vaší studijní cestě.

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (10.02.2022)

A few months ago, you ordered an organ for your spouse who suffered from renal failure. The new kidney
was grown in a genetically engineered pig. Later, to celebrate a successful surgery, the whole family
went to Pleistocene Park, where the kids could see woolly mammoths. Many genes had to be changed
in those large animals to bring them alive. In comparison, your little daughter carries only one edited allele,
saving her from an increased risk of developing breast cancer in her lifetime. You have not let doctors
modify your genome yet; however, currently, you are considering an epigenetic heart rejuvenation.
Both your parents—soon turning 100—highly recommend this therapy.
A future like the one described above may not be so far away. To better understand upcoming advances
in medicine, it is beneficial to learn a thing or two about pluripotent stem cells and their biotechnological
applications. If you find this research area interesting, and if you are willing to know more, taking this course
may be a good next step.

Cíl předmětu

čeština

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (10.02.2022)

Cíle kurzu

Po skončení tohoto kurzu by studenti měli být schopni:

• Rozumět klíčovým pojmům a myšlenkám v oblasti biologie kmenových buněk a diskutovat současné i budoucí

možné využití kmenových buněk v biomedicínském výzkumu či regenerativní medicine

• Číst a kriticky rozebrat původní vědecké články a uspořádat seminář o výzkumném projektu, včetně posouzení

významnosti prezentovaných výsledků

• Připravit psaný návrh nového vědeckého projektu (*)

(*) Toto zadání je nepovinné. Alternativou k písemnému návrhu výzkumu je esej na vybrané téma související

s výzkumem kmenových buněk.

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (10.02.2022)

At the end of this course, students should be able to:

• Understand key concepts in the stem cell biology field and discuss current/possible future uses of

stem cells in biomedical research or regenerative medicine

• Read and critically analyze original research articles and give a seminar about a research project,

including an assessment of the significance of the presented results

• Write a proposal of a new research project (*)

(*) The assignment is optional. An alternative to a written research proposal is an essay on a selected, stem

cell research-related topic.

Literatura

čeština

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (10.02.2022)

Tento kurz není založen na konkrétní/doporučené publikací. Probíraná četba, sestávající z původních vědeckých i rešeršních článku, bude se studenty sdílena během kurzu.

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (10.02.2022)

There is no specific textbook for this course. All readings-mostly original research and review articles-will be shared with students during the course.

Požadavky ke zkoušce

čeština

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (10.02.2022)

Hodnocení

• Průběžný test (7. týden): 35 %

• Skupinová prezentace studentů (11. týden): 15 %

• Individuální návrh výzkumu nebo esej (práce bude přijímána kdykoli po 9. týdnu výuky): 50 %

• Skóre pro úspěšné ukončení kurzu: 60 % a více

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (10.02.2022)

Grading

• Mid-course test (week 7): 35%

• Student group presentation (week 11): 15%

• Individual research proposal or essay (accepted any time after week 9): 50%

• A passing score: 60% or above

Sylabus

čeština

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (24.03.2022)

Sylabus

Tyden Tema

1. Úvod do kurzu - Raný lidský vývoj - Embryonální kmenové buňky

2. Přenosy jader somatických buněk - Reprodukční klonování - Indukované pluripotentní kmenové buňky

3. Transdiferenciace - Dediferenciace - Regenerace

4. Moderní nástroje pro genovou editaci - In vitro modelování nemocí

5. Organoidy - Blastoidy - Struktury podobné embryu - Xenoboti

6. Buněčná terapie - Xenotransplantace orgánů

7. Průběžný test - Diskuze o dalším hodnoceném zadání (návrh výzkumu nebo esej)

8. Somatická genová terapie - Dědičná editace genomu

9. In vitro gametogeneze

10. Pozvaný host (**)

11. Skupinové prezentace studentů

12. Etika výzkumu kmenových buněk/budoucích možných využití - Zpětná vazba studentů - Závěrečná diskuze

(**) Pozvaný host bude představen v první polovině kurzu. Přednese standardní vědeckou přednášku zaměřenou

na vybrané téma relevantní k předmětu.

Formát kurzu

• Kurz (výuka, diskuze, test a zadané úlohy) bude probíhat v anglickém jazyce

• Mimo výjimečné případy budou všechny přednášky/moduly online (setkání na platformě Zoom)

• Pravidelná setkání budou probíhat jednou týdně a potrvají ~90 minut (případná následná diskuze

se může protáhnout)

• Maximální počet studentů v jednom kurzu/semestru (v roce 2022): 30

• Tento kurz není založen na konkrétní/doporučené publikací. Probíraná četba, sestávající z původních vědeckých i rešeršních článku, bude se studenty sdílena během kurzu

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (10.02.2022)

Syllabus

Week Topic

1 Course introduction - Early human development - Embryonic stem cells

2 Somatic cell nuclear transfer - Reproductive cloning - Induced pluripotent stem cells

3 Transdifferentiation - Dedifferentiation - Regeneration

4 Modern genome editing tools - In vitro disease models

5 Stem cell organoids - Embryo-like structures - Xenobots

6 Stem cell therapies - Organ xenotransplantation

7 Mid-course test - Discussion about the next assignment (research proposal or essay)

8 Somatic gene therapies - Heritable genome editing

9 In vitro gametogenesis

10 Invited talk (**)

11 Student group presentations

12 Ethics of stem cell research / future applications - Student feedback - Final discussion

(**) The guest speaker will be introduced in the first half of the course. He/she will give a standard research

talk focused on a selected topic relevant to the subject.

Format

• The course (lectures, discussions, assignments) will be held in English

• Unless otherwise stated, all lectures/modules will be online (Zoom meetings)

• All weekly meetings will last ~90 minutes (however, the Q&A session may run a bit longer)

• Maximum number of students per course/semester (in 2022): 30 students

• There is no specific textbook for this course. All readings-mostly original research and review

articles-will be shared with students during the course

Vstupní požadavky

čeština

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (10.02.2022)

Požadavky

• Základní znalost buněčné a molekulární biologie

• Znalost anglického jazyka (poslech, mluvení, čtení, psaní)

• Příprava na jednotlivé přednášky a aktivní zapojení během setkání na Zoomu

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (10.02.2022)

Requirements

• Basic knowledge of cell and molecular biology

• English language proficiency (listening, speaking, reading, writing)

• Preparation for individual modules and active participation during video meeting