Projects
Differentiation of low-grade infection in THA and TKA from aseptic complications using immunocytologic analysis and machine learning
Odlišení low-grade infekce TEP kyčle a kolena od aseptických komplikací s využitím imunocytologické analýzy a strojového učení [InCzech]
MH CR
| Project Number: | NU21-06-00370 |
| Project Applicants: | UP Olomouc |
| Program: | NU - Program na podporu zdravotnického aplikovaného výzkumu na léta 2020 - 2026 (2020 - 2026) |
Prosthetic joint infection (PJI) is the most frequent early complication in total joint arthroplasties. Approximately 30 thousand primary hip and knee replacements are implanted in the Czech Republic every year. The PJI frequency estimations vary between 0.5 and 2.5%. The first step to adequate therapy is differentiation between aseptic and septic inflammation what is not a problem in unambiguous infections. However, it is difficult in cases of infections of a low grade of clinical and laboratory expression (so-called low-grade PJIs). The situation is even worsened by the fact that “programs” for the anti-infectious response can be triggered when tissue macrophages are co-stimulated via hematogenously delivered bacterial stimuli. It is clinically impossible to distinguish between infection (real bacterial inflammation) and aseptic inflammation (induced by prosthetic byproducts) under these circumstances. Thus, orthopaedic surgeons can treat infectious cases as aseptic ones, and vice versa. Consequences of an inadequate procedure impact the patients: the treatment is prolonged, gets costlier, and the joint prognosis is worsened. This is why it is essential for clinicians to “read” the real communication among cells and understand multi-source diagnostic information. Machine learning methods offer integration of heterogeneous data obtained from the patient’s examination into a probabilistic output. They also have the ability to “self-learn”. In practice it means that the diagnostic tool’s performance starts to improve after its implementation, its predictions get more precise after multiple use. Refinement and acceleration of the diagnostic process are undoubtedly of high value – for patients, physicians and healthcare payers.
Infekce kloubní náhrady (IKN) je nejčastější časnou komplikací endoprotetiky (TEP). Ročně se v ČR implantuje kolem 30 tisíc primárních TEP kyčlí a kolen. Četnost IKN se odhaduje mezi 0,5 až 2,5 %. Prvním krokem ke správné terapii je odlišení aseptického a septického zánětu, což nečiní problém u jednoznačných infekcí. Avšak je velmi obtížné v případě infekcí s nízkým stupněm klinického a laboratorního vyjádření (tzv. low-grade infekce). Situaci zhoršuje fakt, že při stimulaci tkáňových makrofágů se mohou „rozbalovat“ souběžně programy určené k anti-infekční odpovědi přes hematogenně dodané bakteriální stimuly. Za těchto okolností je klinicky nemožné odlišit infekci (skutečný bakteriální zánět) od aseptického zánětu (vyvolaného otěrovými produkty z TEP). Ortoped tak může léčit infekční případ jako čistý a naopak. Důsledky neadekvátního postupu nese pacient, léčba se prodlužuje a prodražuje, zhoršuje se prognóza kloubu. Klinik proto nezbytně potřebuje „číst“ reálnou komunikaci mezi buňkami a porozumět vícezdrojovým diagnostickým informacím. Pokročilé metody nabízí schopnost integrovat heterogenní data získaná při vyšetřování pacienta do probabilistického výstupu. Mají rovněž schopnost „samoučení“. V praxi to znamená, že se diagnostický software po nějaké době používání ve svém výkonu sám zlepšuje, jeho předpovědi jsou přesnější. Zpřesnění a zrychlení diagnostického procesu jsou nepochybně vysokými hodnotami – pro pacienta, lékaře i plátce zdravotní péče. [In Czech]
Early detection of Graves’ Orbitopathy development in patients with thyroid dysfunction and methods for assessing its activity and severity
Včasná detekce rozvoje endokrinní orbitopatie u pacientů s dysfunkcí štítné žlázy a metody hodnocení její aktivity a závažnosti [InCzech]
MH CR
| Project Number: | NU21J-01-00017 |
| Project Applicants: | FN Olomouc |
| Program: | NU - Program na podporu zdravotnického aplikovaného výzkumu na léta 2020 - 2026 (2020 - 2026) |
The project is focused on the study of Graves‘ orbitopathy (GO), a serious ocular complication of thyroid dysfunction, mostly affecting patients with Graves-Basedow disease. Early diagnosis and precise treatment planning are critical steps in the care of patients with GO to prevent irreversible fibrotic changes of the orbital soft tissues. Nowadays, the clinical practice lacks a reliable marker(s) to predict the risk of GO development and progression. Currently used autoantibodies for the thyroid stimulating hormone receptor have only limited use for diagnosis and monitoring of the disease. The aim of the proposed project is to refine and speed up the GO diagnosis as well as the evaluation of the activity and severity of GO. The project includes the creation and validation of an early warning system of GO for patients and physicians in the Czech Republic, as well as an analysis of a panel of immunoregulatory molecules in the serum of GO patients to detect candidate diagnostic and prognostic markers of GO. We plan to compare the serum protein profile of patients with active and inactive forms of GO. Serum protein analysis will be complemented by immunophenotyping of peripheral blood immune cells to study related surface immunoregulatory traits. To better evaluate the clinical activity and severity of GO, we also plan to compare ultrasonographic examination (USG) of the orbit with retinal oximetry and eye muscle relaxometry using magnetic resonance imaging (MRI). Automatic retinal oximetry is a new method and its use has not yet been validated in patients with GO. MRI relaxometry could help to more accurately evaluate clinical activity and severity of GO compared to the currently routinely used USG. Precise knowledge of disease progression based on a combination of imaging and immunological parameters will significantly contribute to more accurate diagnosis and choice of treatment approach, thus improving the prognosis and quality of life of our patients.
Projekt je zaměřený na studium endokrinní orbitopatie (EO), která představuje závažnou oční komplikaci autoimunitního onemocenění štítné žlázy (ŠŽ). EO postihuje zejména pacienty s Graves-Basedowovou thyroiditidou. Časná diagnóza a přesné naplánování terapie jsou zásadními kroky v péči o pacienty s EO s cílem zabránit nevratným fibrotizujícím změnám měkkých tkání očnice. Nyní v klinické praxi chybí spolehlivý marker, který by předpovídal riziko rozvoje a progrese EO. Používané laboratorní markery, např. autoprotilátky proti receptoru pro tyreostimulační hormon (TSH) jsou jen omezeně vhodné pro stanovení diagnózy a sledování průběhu onemocnění. Cílem navrhovaného projektu je zpřesnit a urychlit diagnostiku EO a také zdokonalit hodnocení aktivity a závažnosti tohoto onemocnění. Součástí projektu je vytvoření a validace systému včasného varování vzniku EO pro pacienty a lékaře v České republice, dále analýza panelu imunoregulačních molekul v séru pacientů s EO za účelem detekce kandidátních diagnostických a prognostických markerů EO. Dále plánujeme porovnat sérový proteinový profil pacientů s aktivní a neaktivní formou EO. Současně sérovou proteinovou analýzu doplníme imunofenotypizací buněk periferní krve pro studium souvisejících povrchově vázaných imunoregulačních znaků. Pro lepší vyhodnocení klinické aktivity a závažnosti EO dále plánujeme porovnat ultrasonografické vyšetření očnice s retinální oxymetrií a relaxometrii očních svalů prováděné pomocí magnetické rezonance. Automatická retinální oxymetrie je nová metoda, jejíž použití nebylo u pacientů s EO zatím validováno. V případě MRI relaxometrie očekáváme přínos ve zpřesnění vyhodnocení klinické aktivity a závažnosti EO než u doposud rutinně využívaného ultrazvukového zobrazení. Přesná znalost progrese onemocnění založená na kombinaci zobrazovacích a imunologických parametrů významně přispěje ke zpřesnění diagnostiky a volbě léčebného přístupu, a tím zlepší prognózu našich pacientů. [In Czech]
Utility of cellular profiles and proteomics of synovial fluid and periprosthetic tissues for clinical decision making in knee osteoarthritis
Využití buněčných profilů a proteomiky synoviální tekutiny, případně tkání pro podporu klinického rozhodování u osteoartrózy kolena [InCzech]
MH CR
| Project Number: | NU20-06-00269 |
| Project Applicants: | FN Olomouc |
| Program: | NU - Program na podporu zdravotnického aplikovaného výzkumu na léta 2020 - 2026 (2020 - 2026) |
The project focuses on using immunological/imaging/biochemical methods for better description of the knee joint state in patients with knee osteoarthritis (KOA). These patients are treated with a number of conservative methods of varying degrees of clinical effect. Therapy is chosen on the basis of clinical and x-ray examinations but without detailed knowledge of the particular biological/biochemical state of the affected knee (e.g. in terms of inflammatory/homeostatic status, stage, disease phase). This could explain variability in clinical outcomes. We expect that by synthesizing the obtained laboratory and clinical data, we will distinguish particular KOA phenotypes. Moreover, we will propose an electronic decision support tool that will be tested on a group of treated patients in order to optimise the diagnostic and treatment process of KOA.
Projekt je zaměřený na využití imunocytometrických/obrazových metod k zpřesnění popisu stavu kloubu u pacientů s gonartrózou (KOA). Tito pacienti jsou dnes léčeni řadou metod s různým stupněm klinické účinnosti. Léčebná metoda je zvolena na základě klinického a rentgenového vyšetření, avšak bez detailnější znalosti konkrétní biologické či biochemické situace postiženého kloubu (týkající se např. zánětlivého/homeostatického stavu, stádia, fáze nemoci). To může vysvětlovat variabilitu v dosažených výsledcích. Navrhujeme proto postižený kloub lépe charakterizovat před léčebnou intervencí (za pomoci průtokové cytometrie, expresních profilů buněk/ synoviální tkáně) a rozlišit specifické subtypy gonartrózy. Syntézou získaných laboratorních a klinických dat vytvoříme podklady pro konkrétní fenotypy KOA a navrhneme elektronický rozhodovací algoritmus, který budeme testovat na skupině léčených pacientů s cílem zefektivnit diagnostický a léčebný proces u KOA. [In Czech]
Bioinformatics and Computational Biology
Bioinformatika a výpočetní biologie [InCzech]
ESF
| Project Number: | CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_018/0002296 |
| Project Applicants: | UP Olomouc |
| Program: | Operační program výzkum, vývoj, vzdělávání, MŠMT |
The aim of the project is to strengthen human resources in research in the field of bioinformatics and computational biology, which will provide the labor market with experts from both areas. To achieve this goal, a new research-oriented doctoral study program Bioinformatics and Computational Biology will be created, both in Czech and English. The program will take the form of a doctoral school between the Faculty of Medicine, UP and the Faculty of Electrical Engineering and Computer Science, VŠB-TUO. Graduates will be able to carry out independent research work, ranging from data acquisition to expert analysis and interpretation. In the course of preparation of the study program, the existing cooperation between the applicant and the project partner will be capitalized in the form of joint publications, research projects, workshops for postgraduate and undergraduate students. Foreign experts are involved in the development and development of the study program.
Cílem projektu je posílení lidských zdrojů ve výzkumu v oblasti bioinformatiky a výpočetní biologie, který poskytne trhu práce odborníky z obou oblastí. K dosažení tohoto cíle bude vytvořen nový výzkumně zaměřený doktorský studijní program Bioinformatika a výpočetní biologie, a to v češtině i angličtině. Program vznikne ve formě doctoral school mezi Lékařskou fakultou UP a Fakultou elektrotechniky a informatiky, VŠB-TUO. Absolventi budou schopni samostatné výzkumné práce zahrnující etapy od získávání dat až po jejich odbornou analýzu a interpretaci. V rámci přípravy studijního programu bude zúročena stávající spolupráce žadatele a partnera projektu ve formě společných publikačních výstupů, výzkumných projektů, workshopů pro postgraduální i pregraduální studenty. Při vytváření a rozvoji studijního programu jsou zapojeni odborníci ze zahraničí. [In Czech]
Bioinformatics and Computational Biology
Bioinformatika a výpočetní biologie [InCzech]
ERDF
| Project Number: | CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_017/0002359 |
| Project Applicants: | UP Olomouc |
| Program: | Operační program výzkum, vývoj, vzdělávání, MŠMT |
The aim of the project is to improve the infrastructure (modernization) for research and educational purposes, both for the new research-oriented Doctoral study program Bioinformatics and Computational Biology developed within the callout Development of research-oriented study programs and for existing doctoral programs accredited at the Faculty of Medicine of the UP and the Faculty of Electrical Engineering and Informatics VŠB-TUO. The built infrastructure will have top-of-the-line parameters corresponding to the current state of knowledge in biology, biomedicine and computer science and will significantly enhance the level of knowledge and competence of PhD students as well as undergraduate students. Students will learn from the material processing, data acquisition, and data analysis in an interdisciplinary team of multi-domain professionals in workplaces with high levels of excellence.
Cílem projektu je zkvalitnění infrastruktury (modernizace) pro výzkumně vzdělávací účely, a to jak pro nový výzkumně zaměřený doktorský studijní program Bioinformatika a výpočetní biologie vytvořený v rámci výzvy Rozvoj výzkumně zaměřených studijních programů, tak pro stávající doktorské programy akreditované na Lékařské fakultě UP a Fakultě elektrotechniky a informatiky VŠB-TUO. Vybudovaná infrastruktura bude mít špičkové parametry odpovídající aktuálnímu stavu poznání v biologii, biomedicíně a informatice a významně posílí úroveň znalostí a kompetence studentů doktorských programů i pregraduálních studentů. Studenti se díky ní seznámí prakticky od zpracování materiálu, získávání dat až po analýzu dat v interdisciplinárním týmu odborníků z více domén na pracovištích s vysokou mírou excelence. [In Czech]
HemaSeq Dx – diagnostic set for hemato-oncology
HemaSeq Dx - Diagnostická souprava pro hematoonkologii [InCzech]
| Project Number: | CZ.01.1.02/0.0/0.0/16_084/0010310 |
| Project Applicants: | IAB a.s. UP Olomouc doc. Dr. Ing. Eva Kriegová, email: eva.kriegova@fnol.cz (contact person) VŠB-TUO |
| Program: | Operační program Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost Ministry of Industry and Trade |
The multidisciplinary project is aimed at developing diagnostic kit(s) and panel HemaSeq Dx for the detection of clinically relevant mutations in chronic lymphocytic leukemia and multiple myeloma, including the development of analytical software for the clinical evaluation of sequence variants. The project uses next-generation sequencing in combination with optical mapping.
Multidisciplinární projekt je zacíleny na vývoj diagnostických souprav a panelů HemaSeq Dx pro detekci klinicky relevantních mutací u chronické lymfocytární leukemie a mnohočetného myelomu, včetně vývoje vyhodnocovacího softwaru pro klinické hodnocení sekvenčních změn. Projekt využívá sekvenování nové generace v kombinaci s optickým mapováním. [In Czech]
Impact of functional polymorphisms influencing inflammation and oxidative stress on outcome and selection of treatment in chronic lymphocytic leukemia
Vliv funkčních polymorfismů ovlivňujících zánět a oxidační stres na průběh chronické lymfocytární leukémie a volbu individuální léčebné strategie [InCzech]
| Project Number: | AZV 16-32339A (P03) |
| Project Applicants: | UP Olomouc doc. Dr. Ing. Eva Kriegová, email: eva.kriegova@fnol.cz (contact person) |
| Program: | Programu na podporu zdravotnického aplikovaného výzkumu a vývoje na léta 2015 – 2022 |
The aim of the project is to identify “immunogenetic signature” associated with risk of early relaps and refractoriness in chronic lymphocytic leukemia. To develop an electronic application for identification of CLL patients with relaps/refractoriness risk who may profit from on-time personalised treatment strategy.
Cílem projektu je identifikace imunogenetického profilu asociovaného s vyšším rizikem časného relapsu a rezistence na léčbu u chronické lymfocytární leukemie. Vývoj elektronické aplikace k určení CLL pacientů se zvýšeným rizikem relapsu a rezistence a volbě vhodné individuální léčebné strategie. [In Czech]
Prediction for reoperation in patients with THA and TKA based on immunogenetic signature: development of risk calculator for routine clinical practice
Predikce rizika reoperace u pacientů s TEP kyčlí a kolen na základě imunogenetického vyšetření: vývoj kalkulátoru rizika pro rutinní klinické použití [InCzech]
| Project Number: | AZV 16-31852A (P06) |
| Project Applicants: | UP Olomouc doc. Dr. Ing. Eva Kriegová, email: eva.kriegova@fnol.cz (contact person) |
| Program: | Programu na podporu zdravotnického aplikovaného výzkumu a vývoje na léta 2015 – 2022 |
To identify imunogenetic risk factors and other patient-, implant-, and surgeon-related data associated with susceptibility to failure of TJA. To develop an electronic risk calculator for identification of patients at risk for failure of TJA.
Identifikace rizika předčasného selhání kloubních náhrad kyčlí a kolen na základě analýzy imunogenetického profilu a souboru faktorů souvisejících s pacientem, implantátem, operatérem. Vývoj elektronického kalkulátoru k predikci rizika předčasného selhání totální endoprotézy. [In Czech]