|
|
Chromosomal damage and shortening of telomeres in cancer patients and healthy subjects
Kroupa, Michal ; Vodička, Pavel (vedoucí práce) ; Kmoníčková, Eva (oponent) ; Rössner, Pavel (oponent)
Mezi základní procesy, které mohou ovlivnit míru chromozomálních aberací (CAs) v lymfocytech periferní krve (PBL), patří chybná segregace chromozomů v průběhu mitózy, nepřesná odpověď na poškození DNA a nadměrné zkracování délky telomer. Akumulaci CAs v PBL lze považovat za ukazatel zvýšeného rizika rozvoje maligního onemocnění. Tato disertační práce je zaměřena na studium vlivu jednonukleotidových polymorfismů v genech účastnících se mitotického checkpointu a odpovědi na poškození DNA na inter-individuální rozdíly ve výskytu CAs v PBL. Dále byl zjišťován možný vliv klinicko-patologických a molekulárních charakteristik pacientů s karcinomem tlustého střeva a konečníku (CRC) na délku telomer v nádorové tkáni, jelikož narušená funkce těchto protektivních struktur chromozomů hraje klíčovou úlohu v procesu maligní transformace. Bylo také studováno, zda lze délku telomer a frekvenci CAs považovat za ukazatel celkového přežití pacientů s nádorovým onemocněním. Hlavní poznatky této práce, založené na sedmi přiložených rukopisech, jsou: I) Zvýšený výskyt strukturních CAs a/nebo narušená regulace délky telomer v PBL mohou být považovány za rizikový faktor rozvoje nádorového onemocnění; II) Kratší délka telomer v PBL zdravých osob zvyšuje výskyt strukturních CAs; III) Binární interakce genových variant...
|
|
|
The role of DNA repair pathways in ovarian cancer therapy response
Vallušová, Dominika ; Opattová, Alena (vedoucí práce) ; Rössner, Pavel (oponent)
Karcinom vaječníků je závažné a velmi rozšířené gynekologické nádorové onemocnění. V jeho léčbě se jako léčivo první volby používá karboplatina. Avšak, po počáteční terapeutické odpovědi může docházet k relapsu onemocnění s vyvinutou rezistencí vůči karboplatine. Právě nedostatečná odpověď na léčbu a chemorezistence bývá častým důvodem vysoké mortality v rámci tohoto onemocnění. Dráhy odpovědné za opravu poškozené DNA mají význam v terapeutické odpovědi na karboplatinu a taktéž ve vzniku rezistence. Obnova funkce dráhy homologní rekombinace v nádorech je klíčovým mechanismem získané rezistence vůči platinovým derivátům. Na základě těchto poznatků jsme vypracovali hypotézu, že inhibicí homologní rekombinace by bylo možné zvýšit citlivost na karboplatinu. Z tohoto důvodu je hlavním cílem naší práce definovat roli oprav dvouřetezcových zlomů v odpovědi na chemoterapii u karcinomu vaječníků. Protein MRE11 je součástí komplexu MRN, který se účastní opravy dvouřetezcových zlomů. Pomocí mirinu, farmaceutického inhibitoru MRE11, jsme se snažili zjistit vliv homologní rekombinace na účinek karboplatiny a také její roli v získané resistenci. V praktické části práce jsme pomocí biostatistické analýzy ozřejmili asociaci mezi zvýšenou expresí MRE11 a horším přežíváním pacientů s diagnostikovaným karcinomem...
|
|
|
Využití "omics" metod v molekulárně-epidemiologické studii novorozenců z různých lokalit České republiky
Hoňková, Kateřina ; Rössner, Pavel (vedoucí práce) ; Gábelová, Alena (oponent) ; Bláha, Luděk (oponent)
"Omics" je souhrnné pojmenování biologických disciplín, které se věnují globální charakterizaci a kvantifikaci biomolekul, jež mají zásadní význam pro zajištění základních funkcí organizmu. "Omics" metody jsou využívané například v molekulární epidemiologii, která na základě jejich výsledků vyhodnocuje potenciální biomarkery charakterizující dopad faktorů životního prostředí na lidské zdraví. Předložená Disertační práce se zabývá použitím těchto metod u biologických vzorků získaných od novorozenců, kteří se narodili v rozdílných lokalitách České republiky, lišících se zejména mírou průmyslové zátěže. Hlavním záměrem bylo zjistit, zda může vlivem vnějšího prostředí v průběhu prenatálního vývoje novorozenců docházet k významným změnám aktivity genů a jejich regulace, a vyhodnotit míru znečištění ovzduší v době, kdy byl odebírán biologický materiál. S využitím celogenomového přístupu bylo cílem popsat odlišně exprimované geny (DEGs) u novorozenců z Karviné a Českých Budějovic (ČB). U pilotní studie malého souboru novorozenců z Mostu a ČB bylo záměrem identifikovat rozdílně metylovaná CpG místa na DNA, která utlumují genovou aktivitu a mohla by být zodpovědna za dlouhodobé změny na genetické úrovni. Posledním cílem bylo nalézt odlišně exprimované malé nekódující RNA (DE miRNA) mezi novorozenci z Mostu...
|
|
|
Optimalizace kultivačních podmínek lidských jaterních buněk HepG2 na 4 typech nano- a micro- vlákenných nosičů
Rössner ml., Pavel
Technologie popisuje optimalizaci počtu nasazovaných lidských hepatocytů HepG2, vhodných pro využívání v oblasti toxikologického ověřování nových léčiv či potravin, na 3D kultivační systém tvořený čtyřmi typy nano- a mikrovlákenných nosičů. Motivací pro hledání vhodných modelů testování potenciálně genotoxických účinků léčiv je nízká relevance tkáňových modelů užívaných v prvních fázích preklinického hodnocení nových látek a také redukce testování na zvířatech.
|
|
| |
|
|
Vliv znečištěného ovzduší na markery oxidačního poškození u novorozenců
Ambrož, Antonín ; Rössner, Pavel (vedoucí práce) ; Rubeš, Jiří (oponent) ; Gábelová, Alena (oponent)
Většina lidské populace je v každodenním životě vystavena toxickým látkám antropogenního původu. Tyto látky jsou rovněž přítomné v ovzduší a jejich účinky představují dlouhodobou zátěž pro lidské zdraví. V současnosti jsou intenzivně studovány prachové částice (PM) s aerodynamickým průměrem <2.5 μm (PM2.5) společně s karcinogenními polycyklickými aromatickými uhlovodíky (PAU), které jsou na ně navázány, jako např. benzo[a]pyren (B[a]P), jenž je považován za referenční karcinogenní PAU. Vzhledem ke svým rozměrům částice PM2.5 primárně pronikají do organismu dýchacími cestami a v porovnání s většími částicemi představují zvýšené zdravotní riziko. Negativní účinky antropogenních částic PM2.5, které jsou produkovány např. spalováním fosilních paliv, souvisí nejen s jejich malou velikostí, ale i s relativně velkým povrchem, na kterém jsou kromě PAU adsorbovány i další látky škodlivé pro lidské zdraví. PAU vznikající v důsledku neúplného spalování organické hmoty mohou do organismu vstoupit požitím kontaminované potravy, vody nebo inhalací částic rozptýlených ve vzduchu. Mohou se projevovat genotoxickými, mutagenními, karcinogenními, embryotoxickými a dalšími nežádoucími účinky. Jedním ze společných jmenovatelů těchto účinků je oxidační stres, jenž je současně považován za hlavní mechanismus působení PM...
|
|
|
DNA damage induced by occupational exposure to copper oxide nanoparticles
Rössner st., Pavel ; Pelcová, D. ; Elzeinová, Fatima ; Mikuška, Pavel ; Večeřa, Zbyněk ; Coufalík, Pavel ; Vlčková, Š. ; Fenclová, Z. ; Rössnerová, Andrea
Copper oxide nanoparticles (CuO NPs) have a widespread use in industry, chemistry, in production of electronic devices and as an antimicrobial agent. Although copper is an important biogenic element, CuO NPs are toxic with the ability to induce oxidative stress, apoptosis, cell cycle arrest or DNA damage. For humans, the inhalation route is the most common way of exposure to CuO NPs. In the body, CuO NPs may be either deposited in the lungs, or transported to other organs. Their presence usually causes oxidative stress or inflammatory responses, consequently leading to DNA damage. In this study, we investigated the effect of CuO NPs inhalation on DNA damage in a group of researches conducting animal exposure experiments. The subjects were exposed to various metal oxide nanoparticles, including CuO NPs, by inhalation for an average of 4.9 ± 0.4 years. The average mass concentration of Cu in the air during the experiment was 7.3 ± 3.2 ng/m3. Subjects not exposed to nanoparticles served as a control group. We applied micronucleus assay using Human Pan Centromeric probes to detect DNA damage and to distinguish between the frequency of centromere positive (CEN+) and centromere negative (CEN−) micronuclei (MN) in the binucleated cells. We\ndid not find differences between both groups for either mean MN frequency (10.38 ± 2.50 vs. 11.88 ± 3.01 MN/1000 binucleated cells), or CEN+/CEN- ratio (58%/42% vs. 55%/45%), for the exposed and controls, respectively. In conclusion, inhalation of CuO NPs at this low-level exposure had no effect on chromosomal losses and/or breaks.
|
|
|
SIZE AS AN IMPORTANT FACTOR IN NANO-TiO2 TOXICITY IN MACROPHAGE-LIKE CELLS
Líbalová, Helena ; Sikorová, Jitka ; Brzicová, Táňa ; Milcová, Alena ; Vrbová, Kristýna ; Pikal, P. ; Topinka, Jan ; Rössner ml., Pavel
A set of NPs consists of 5 variants of anatase and 5 variants of rutile nanoparticles differing in their diameter (from 3 to 165 nm). TiO2 samples were characterized in the powder form and dispersed in water and cell culture media. Three cytotoxicity assays were used: MTS, WST-1, and LDH. For all nanomaterials, three independent repetitions were carried out. \n\nOverall, cytotoxicity of all NPs was low even at the highest concentration of 256 mu g/ml. The viability of cells did not decrease below 60% for WST-1 and MTS assays and 80% for the LDH assay. Besides concentration, crystalline size was identified as the most important cytotoxic factor. Clear nonlinear relationship between crystalline size and cytotoxicity was detected, higher toxicity induced NPs within the size range 20-60 nm. Increased cytotoxicity in given diameter size range would give an answer to inconsistent findings at size and cytotoxicity relationship.
|
|
|
GENOTOXICITY OF NANOMATERIALS IN BEAS-2B CELLS ANALYZED BY THE IN VITRO MICRONUCLEUS ASSAY
Rössnerová, Andrea ; Červená, Tereza ; Brzicová, Táňa ; Vrbová, Kristýna ; Sikorová, Jitka ; Topinka, Jan ; Rössner ml., Pavel
The tremendous increase of the use of nanomaterials (NMs) has been witnessed during the last decade in many areas of human life including the chemical industry, cosmetics, biomedicine or food technology. The variety of NMs, their unique properties, almost ubiquitous presence and the size range of 1-100 nm raised the interest of toxicologists. The evaluation of the frequency of micronuclei (MN) as a result of the genotoxic events is a broadly utilized and well-established approach in in vitro studies for testing the risk of chemical exposure. Nevertheless, properties of the NMs give rise to the questions concerning the optimal methodological variants of the MN assay. \n\nIn our study, five types of well-characterized NMs (TiO2: NM-101 and NM-103, SiO2: NM-200, Ag: NM-300K and NM-302) of specific size, shape, or e.g. dimensions of aggregates were involved in the genotoxicity testing using four variants of protocols differing in the time of NM exposure, application of cytochalasin-B combined with simultaneous and delayed co-treatment with nanoparticles (NPs). Bronchial epithelial cells (BEAS-2B) were used in this study to fulfil these tasks. Presence of NPs was controlled by transmission electron microscopy (TEM). \n\nObtained results showed the different genotoxic potential of the various TiO2 and Ag NMs (NM-101< NM-103 and NM-300K> NM-302, respectively). Comparison of all testing strategies revealed, that the level of DNA damage can differ based on the time of exposure and the methodological approach. In general, using cytochalasin-B led most frequently to the increase of the genotoxic potential of the tested NMs.
|
|
|
WHOLE-GENOME EXPRESSION ANALYSIS IN THP-1 MACROPHAGE-LIKE CELLS EXPOSED TO DIVERSE NANOMATERIALS
Brzicová, Táňa ; Líbalová, Helena ; Vrbová, Kristýna ; Sikorová, Jitka ; Philimonenko, Vlada ; Kléma, J. ; Topinka, Jan ; Rössner ml., Pavel
From the perspective of the immune system, nanomaterials (NMs) represent invading agents. Macrophages are immune cells residing in all organs and tissues as the first line of defense. Interactions of macrophages with NMs can determine the fate of NMs as well as their potential toxic effects. In the present study, we compared toxicity of four different types of NMs [NM-100 (TiO2, 110 nm), NM-110 (ZnO, 20 nm), NM-200 (SiO2, 150 nm) and NM-300K (Ag, 20 nm)], towards THP-1 macrophage-like cells. Cells were incubated with non-cytotoxic concentrations (1-25 mu g/ml) of NMs for 24 hours and microarray technology was used to analyze changes in whole-genome expression. Gene expression profiling revealed a substantially different molecular response following exposure to diverse NMs. While NM-100 did not exert any significant effect on gene expression profile, all other NMs triggered a pro-inflammatory response characterized by an activation of the NF-kappa B transcription factor and induced expression of numerous chemokines and cytokines. NM-110 and NM-300K further modulated processes such as DNA damage response, oxidative and replication stress as well as cell cycle progression and proteasome function. We suppose that genotoxicity of ZnO and Ag NMs leading to DNA damage and alternatively to apoptosis in THP-1 macrophages is probably caused by the extensive intracellular dissolution of these NPs, as confirmed by TEM imaging.
|
host ::
RSS.