Laboratórium neurokardiálnych interakcií

O nás

Laboratórium neurokardiálnych interakcií, založené ako špecializovaná skupina zameraná na integratívnu fyziológiu, spája výskumníkov s odlišnými, navzájom sa dopĺňajúcimi odbornými znalosťami v oblasti biológie kmeňových buniek, bunkovej biofyziky a pokročilého molekulárneho zobrazovania. Hoci členovia nášho tímu prinášajú do laboratória svoje osvedčené individuálne skúsenosti, naše novo založené laboratórium slúži ako základňa pre spoluprácu, kde spájame naše spoločné odborné znalosti a najmodernejšiu infraštruktúru, aby sme sa mohli venovať komplexnej neurovede kardiovaskulárneho systému z nového uhla pohľadu.

Naše poslanie

Naším poslaním je dešifrovať bunkový a molekulárny jazyk neurokardiálnej komunikácie s cieľom preskúmať relevantné patologické stavy, ktoré sú základom kardiovaskulárnych a autonómnych porúch. Snažíme sa:

  • Mapovanie neurokardiálnej osi: Objasniť presnú dynamiku iónových kanálov, signálové kaskády a elektrofyziologické mechanizmy, ktoré riadia interakcie medzi neurónmi a kardiomyocytmi.
  • Vytváranie inovatívnych modelov relevantných pre človeka: Vytvárať škálovateľné fyziologické platformy bez použitia zvierat s využitím neurónov a kardiomyocytov odvodených z hiPSC špecifických pre konkrétneho pacienta, ktoré presne odrážajú patológiu ľudských ochorení.

Metodický prístup a infraštruktúra

S cieľom zachytiť rýchle udalosti v nanomierke v rámci neurokardiálnej komunikácie naše laboratórium integruje štyri kľúčové technologické piliere:

  • Modelovanie ochorení pomocou ľudských kmeňových buniek (hiPSCs). Využívame ľudské indukované pluripotentné kmeňové bunky na diferenciáciu kardiomyocytov a autonómnych neurónov špecifických pre človeka. To nám umožňuje vytvárať nielen samotné derivované bunky, ale aj kultivačné modely relevantné pre človeka a študovať genetické kardiomyopatie bez spoliehania sa na zvieracie modely, ktoré často nedokážu odzrkadliť ľudskú srdcovú elektrofyziológiu.
  • Elektrofyziológia (whole-cell patch-clamp). Na pochopenie toho, ako neurónová signalizácia ovplyvňuje srdcový rytmus, využívame elektrofyziologickú metódu patch-clamp na úrovni celej bunky. To nám umožňuje merať trvanie akčného potenciálu, otváranie a zatváranie iónových kanálov a membránové prúdy na úrovni jednotlivých buniek s presnosťou v rozsahu pod milisekundu.
  • Superrozlíšenie a zobrazovanie živých buniek (STED/konfokálna mikroskopia). Pomocou najmodernejšej konfokálnej mikroskopie vybavenou funkciami zobrazovania živých buniek a technológiou superrozlíšenia STED (Stimulated Emission Depletion) sa snažíme vizualizovať štrukturálnu architektúru miest neurokardiálneho kontaktu. Sledujeme v reálnom čase prechodné zmeny hladiny vápnika a štrukturálnu prestavbu organel v živých bunkách.
  • Molekulárne a transkriptomické profilovanie (PCR a Western blot). Naše funkčné a vizuálne zistenia korelujeme so základnými molekulárnymi zmenami pomocou kvantitatívnej PCR a Western blotu, čím presne mapujeme, ako neurohumorálny stres mení génovú expresiu a kaskády fosforylácie proteínov v srdci.

Ľudia

Mgr. Zuzana Ševčíková Tomášková, PhD.
dr. Norbert Weiss, PhD.
Mgr. Bohumila Jurkovičová Tarabová, PhD.
Mgr. Katarína Danko, PhD.
Mgr. Roman Dekhtiarenko

Vybrané publikácie

DEKHTIARENKO, Roman – POLČICOVÁ, Katarína – ŠEVČÍKOVÁ TOMÁŠKOVÁ, Zuzana**. Translocator protein in touch with mitochondrial chloride intracellular channel CLIC5. In Biochemical and Biophysical Research Communications, 2026, vol. 810, art. no. 153537. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2026.153537

JURKOVIČOVÁ TARABOVÁ, Bohumila – STRINGER, Robin N. – ŠEVČÍKOVÁ TOMÁŠKOVÁ, Zuzana – WEISS, Norbert**. Electrophysiological characterization of sourced human iPSC-derived motor neurons. In Channels, 2025, vol. 19, no. 1, art. no. 2480713. https://doi.org/10.1080/19336950.2025.2480713

GRMAN, Marián* – BALÁŽOVÁ, Mária* – HORVÁTH, Anton – POLČICOVÁ, Katarína – ONDÁČOVÁ, Katarína – ŠTEPANOVSKÝ, Jakub – ŠEVČÍKOVÁ TOMÁŠKOVÁ, Zuzana**. Lithium compromises the bioenergetic reserve of cardiomyoblasts mitochondria. In Journal of Bioenergetics and Biomembranes, 2025, vol. 57, no., p. 27-38. https://doi.org/10.1007/s10863-024-10050-x

STRINGER, Robin N. – WEISS, Norbert**. Pathophysiology of ion channels in amyotrophic lateral sclerosis. In Molecular Brain, 2023, vol. 16, no. 1, art. no. 82. https://doi.org/10.1186/s13041-023-01070-6

DE BORTOLI, Marzia** – MERAVIGLIA, Viviana – MACKOVÁ, Katarína – FROMMELT, Laura S. – KÖNIG, Eva – RAINER, Johannes – VOLANI, Chiara – BENZONI, Patrizia – SCHLITTER, Maja – CATTELAN, Giada – MOTTA, Benedetta M. – VOLPATO, Claudia – RAUHE, Werner – BARBUTI, Andrea – ZACCHIGNA, Serena – PRAMSTALLER, Peter P. – ROSSINI, Alexandra. Modeling incomplete penetrance in arrhythmogenic cardiomyopathy by human induced pluripotent stem cell derived cardiomyocytes. In Computational and Structural Biotechnology Journal, 2023, vol. 21, pp. 1759-1773. https://doi.org/10.1016/j.csbj.2023.02.029

STRINGER, Robin N.* – JURKOVIČOVÁ TARABOVÁ, Bohumila* – SOUZA, Ivana A. – IBRAHIM, Judy – VACÍK, Tomáš – FATHALLA, Waseem Mahmoud – HERTECANT, Jozef – ZAMPONI, Gerald W. – LACINOVÁ, Ľubica – WEISS, Norbert**. De novo SCN8A and inherited rare CACNA1H variants associated with severe developmental and epileptic encephalopathy. In Molecular Brain, 2021, vol. 14, no. 1, art. no. 126. https://doi.org/10.1186/s13041-021-00838-y 

Prebiehajúce a podané projekty

  • Podaný medzinárodný projekt „BrainHealth Partnership“ financovaný EÚ: MIND-AB. Maternal Immunity in NeuroDevelopment: How Autoantibodies shape Brain-health trajectories (B. Jurkovicova Tarabova, koordinátor: Knut Kirmse, University of Würzburg)
  • Podaný národný APVV projekt: SYNDRA. Sympathetic neuro-cardiac mechanisms of arrhythmogenesis and SUDEP in Dravet syndrome revealed by patient-specific iPSC models (N. Weiss)
  • Prebiehjúci národný VEGA projekt: Cardiac Dysfunction as a Central Contributor to sudden unexpected death in epilepsy in Dravet Syndrome: Mechanistic Insights from cardiomyocytes derived from patient – induced pluripotent stem cells (2026 – 2028, N. Weiss)
  • Prebiehjúci národný APVV projekt: MCLICID. On the trace of the mitochondrial chloride channel identity (2023-2027, Z. Sevcikova Tomaskova)
  • Prebiehjúci národný R2 projekt: Nerves to heart: genetic cardiovascular diseases influenced by neuronal dysfunction on the model of dilated cardiomyopathy with Lamin A/C mutation (2024-2026, K. Danko)