|
|
Semiconductor microstructures for cellular photostimulation
Tvrdoňová, Anna ; Weiter, Martin (oponent) ; Glowacki, Eric Daniel (vedoucí práce)
Hydrogen peroxide (H2O2) is a metastable reactive oxygen species regulating many biological pathways. The role of H2O2 in biological processes depends on its local concentration, in the nM range H2O2 can act as a signalling molecule, while exposure to higher levels of H2O2 can have cytotoxic effects. The aim of this work is to create photosensitive microparticles that would produce physiological amounts of hydrogen peroxide to regulate signalling pathways in cultured cells. The proposed microparticles are substrate-free organic photovoltaic elements that produce H2O2 by photofaradaic reduction of molecular oxygen with the concurrent oxidation of an electron donor present in the electrolyte. The detailed fabrication methods to achieve them were described. The particles have lateral dimensions in the range of micrometres, while a thickness of less than 100 nm. Photofaradaic reactions are driven by tissue-penetrating deep red light (660 nm) to enable potential in vivo applications of the technology. The thesis will discuss optimization of the photofaradaic microparticles production and characterization of the H2O2 evolution.
|
|
|
Fotoaktivní nafionová membrána generující reaktivní kyslíkové částice
Nentvich, Daniel ; Mosinger, Jiří (vedoucí práce) ; Jindřich, Jindřich (oponent)
V této práci bylo zjištěno, že transparentní nafionová membrána může sloužit jako vhodný nosič pro kationtové fotosensitizery fotogenerující reaktivní O2(1 Δg). Navíc bylo zjištěno že samotná nafionová membrána bez fotosensitizeru, ale v přítomnosti trojmocného železa, je efektivním zdrojem reaktivních kyslíkových částic po aktivaci UV ale i viditelným světlem. Klíčová slova Reaktivní kyslíkové částice; singletový kyslík; Nafion; fotosensitizer
|
|
|
Úloha metabolismu fibroblastů plicní adventicie v aktivaci imunitního systému během vývoje plicní arteriální hypertenze
Křivonosková, Monika ; Plecitá, Lydie (vedoucí práce) ; Zadražil, Zdeněk (oponent)
Vznik zánětu v malých distálních plicních cévách je důležitý pro rozvoj plicní arteriální hypertenze (PAH). Jedním z buněčných typů, které se vyskytují v plicní cévě, jsou fibroblasty, jež podle teorie "outside-in" mohou jako první reagovat na podněty v cévě, modulovat přestavbu v plicní cévě směrem k vnitřním vrstvám cévy a lákat do místa další imunitní buňky. Kromě zánětu se v buňkách cév postižených PAH uplatňuje tzv. Warburgův efekt, během kterého dochází ke změnám metabolismu směrem ke glykolýze a laktátové produkci. Mimo jiné dochází k navození prooxidačního stavu uvnitř buňky díky mitochondriálnímu metabolismu a NADPH oxidáze zahrnující nerovnováhu v produkci reaktivních kyslíkových forem. Proto jsme se rozhodli ověřit, zda plicní fibroblasty z telat nemocných hypoxií navozenou PAH mají aktivní inflamazóm, pomocí kterého by produkovaly zralý interleukin 1β (IL-1β) a jaký vliv na tuto expresi má prooxidační prostředí. V našem in vitro modelu jsme potvrdili expresi mRNA IL-1β, ale nebyli jsme schopni detekovat jeho expresi na úrovni proteinu. To odpovídalo i nemožnosti detekce aktivity inflamazómu. Myslíme si, že neschopnost detekce IL-1β proteinu a aktivity inflamazómu je dána citlivostí detekčních metod nebo neschopností plicních fibroblastů z PAH telat aktivovat inflamazóm v in vitro...
|
|
|
Mitochondriální produkce kyslíkových radikálů a její úloha ve fyziologických regulacích
Holzerová, Eliška ; Mráček, Tomáš (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent)
Produkce kyslíkových radikálů v mitochondriích a z ní plynoucí oxidativní stres je významným fenoménem dlouhodobého výzkumu a též předmětem diskusí. Poznání, jak přesně jsou kyslíkové radikály produkovány a jaký mechanismus k této tvorbě vede, by mohlo napomoci přímému ovlivnění jejich produkce s potenciálem pro využití v terapii. U některých enzymů je již molekulární podstata produkce kyslíkových radikálů dobře popsána, u jiných však přetrvávají kontroverze a současné teorie jsou zřejmě daleko od pravdy. Mnohem zajímavější se pak jeví otázka fyziologické důležitosti této produkce. Dlouhou dobu byly totiž kyslíkové radikály považovány za jednoznačně škodlivé faktory narušující celistvost organismu. Novější výzkumy ale naopak naznačují, že jejich existence může být též přínosná a účelná. Prokazatelně totiž mohou sloužit jako signalizační molekuly v některých metabolických a regulačních drahách probíhajících v organismu. Tato bakalářská práce nabízí nahlédnutí do současného stavu znalostí. Zaměřuje se na co nejpodrobnější popis produkce reaktivních forem kyslíku enzymy mitochondriálního dýchacího řetězce. Dále pak se zabývá některými signálními kaskádami, u kterých byl prokázán podíl mitochondriální tvorby kyslíkových radikálů. Klíčová slova: mitochondrie, enzymy dýchacího řetězce, reaktivní formy...
|
|
|
Možnosti studia (charakterizace) hemocytů měkkýšů
Jindrová, Zuzana ; Horák, Petr (vedoucí práce) ; Skála, Vladimír (oponent)
Hemocyty jsou hlavní imunitní buňky bezobratlých organismů, tedy i měkkýšů. Liší se mezi sebou jak v morfologii, tak i ve svých funkcích. Dva základní všeobecně uznávané morfologické typy, granulocyty a hyalinocyty, se odlišují mírou fagocytózy a enkapsulace, produkcí kyslíkových radikálů a oxidu dusnatého nebo přítomností některých enzymů. Existuje řada metod, pomocí kterých se hemocyty charakterizují. Mikroskopie slouží primárně ke studiu jejich morfologie. Jemné detaily v antigenním složení povrchových struktur je možné rozeznat monoklonálními protilátkami nebo lektinovými sondami. Na základě granularity a velikosti buňky se hemocyty dělí pomocí gradientové centrifugace nebo průtokové cytometrie. Produkce oxidu dusnatého a kyslíkových radikálů se sleduje dodáním vhodného substrátu, který po reakci s radikálem mění své vlastnosti. Může začít fluorescenčně zářit, změnit absorbanci roztoku nebo vytvořit viditelnou sraženinu. Další možností je využití chemiluminiscence. Cílem studia hemocytů je objasnit interakci mezi měkkýšem a jeho patogenem. 1
|
|
|
Oxidativní a jiné poškození proteinů ve stárnutí kvasinkových buněk a jeho fyziologické efekty (obrana a signalizace)
Mikešová, Jana ; Palková, Zdena (vedoucí práce) ; Borčin, Kateřina (oponent)
Reaktivní kyslíkové formy (ROS) vznikají v buňkách jako vedlejší produkty aerobního metabolismu. Organismy si proto vyvinuly řadu ochranných mechanismů, které při fyziologických podmínkách zabraňují poškození molekul. Pokud jsou buňky vystaveny stresovým podmínkám, ochranné mechanismy nedokáží poškození zabránit. Hromadění oxidovaných molekul je považováno za jeden z důvodů stárnutí a původce některých onemocnění, jako Friedrichova ataxie, Amylotropní laterární skleróza, Alzheimrova choroba a mnoha dálších. Během oxidativního stresu jsou reaktivní kyslíkové formy vnímány zejména jako faktory vyvolávající oxidaci cysteinových zbytků v transkripčních faktorech, regulačních proteinech a reakčních centrech enzymů. Oxidací ale též dochází ke změně aktivity proteinů a spuštění specifických drah, včetně změn exprese, metabolismu, buněčného cyklu a proteolýzy. Práce ukazuje ochranné mechanismy buňky, ROS a jimi vyvolané oxidativní poškození proteinů, včetně funkce ROS jako důležitých signálních molekul nezbytných pro řadu buněčných procesů.
|
|
|
Oxidační poškození buněčných komponent po indukci oxidačního stresu specifickými herbicidy
Kramná, Barbara ; Wilhelmová, Naďa (vedoucí práce) ; Ryšlavá, Helena (oponent)
1. Abstrakt Oxidační stres je způsoben nadměrnou produkcí a akumulací ROS (reaktivních forem kyslíku) a je častým důvodem buněčného poškození za nepříznivých environmentálních podmínek, např. za sucha, chladu, zasolení. Ve své práci jsem využila specifického působení herbicidů MV (methyl viologen) a 3-AT (3-aminotriazol) k přímé indukci oxidačního stresu u rostlin tabáku (Nicotiana tabacum cv. Xanthi). Míra oxidačního poškození byla sledována na úrovni DNA pomocí kometového testu, dále na peroxidaci lipidů, hladině karbonylovaných proteinů a modifikaci aktivit antioxidačních enzymů CAT (katalázy) a APX (askorbátperoxidázy). Konfokální fluorescenční mikroskopie zdokumentovala změnu redoxního stavu buněk po aplikaci herbicidů a při vyšších koncentracích byl pozorovaný signál specificky lokalizován do peroxizómů. Použité herbicidy působily v řádově odlišných koncentracích, MV v µM a 3-AT v mM a oba způsobily výrazné poškození jaderné DNA. Jako další průkazný marker oxidačního stresu po aplikaci MV se ukázala být karbonylace proteinů. Inhibice antioxidačních enzymů CAT a APX byla oproti 3-AT méně výrazná. Klesající stabilita membrán se ukázala být univerzálním markerem oxidačního poškození pro oba herbicidy, zatímco peroxidace lipidů byla neprůkazná. MV a 3-AT mají rozdílné módy účinku, a každý působí na...
|
|
|
Změny oxidační fosforylace během rozvoje buněčné senescence
Zima, Michal ; Hodný, Zdeněk (vedoucí práce) ; Kašparová, Dita (oponent)
Buněčná senescence představuje trvalé zastavení buněčného cyklu a je chápána jako aktivní odpověď buňky na nejrůznější vnitřní i vnější formy stresu, mezi které řadíme zejména poškození a ztrátu ochranných telomerických sekvencí, aktivaci některých onkogenů, poškození DNA a také účinky určitých cytokinů. Tato práce popisuje mechanismy, kterými buňky mohou dosáhnout senescentního fenotypu, a dává je do souvislosti se změnami oxidační fosforylace. Jsou také zmíněny vlastnosti senescentních buněk a důsledky jejich působení na své okolí. Zvláštní pozornost je věnována vzniku a působení reaktivních forem kyslíku, NADPH oxidázám a vlivu signálních drah STAT3 a TGF-β na indukci buněčné senescence a na respirační řetězec. Klíčová slova: buněčná senescence, volné radikály kyslíku, cytokiny, mitochondrie, oxidačně fosforylační řetězec, NADPH oxidázy, signální transduktor a aktivátor transkripce 3 (STAT3), TGF-β, odpověď na poškození DNA
|
|
|
Targeting mitochondria to overcome resistance of breast cancer to therapy
Rohlenová, Kateřina ; Neužil, Jiří (vedoucí práce) ; Špíšek, Radek (oponent) ; Vítek, Libor (oponent)
(CZ) Nádory jsou heterogenní a sestávají z několika buněčných populací. Populace buněk, se schopností iniciovat nádor je známá jako rakovinné kmenové buňky (RKB). Rakovinné buňky s kmenovými vlastnostmi a se zvýšenou rezistencí k protirakovinné léčbě, jsou nejvíce postiženy při zásahu do mitochondriální respirace, což koncept RKB spojuje s deregulovanou bioenergetikou. V souladu s tím bylo prokázáno, že funkční elektron transportní řetězec (ETC) je nezbytný pro vznik nádoru. Exprese onkogenu HER2 v rakovině prsu je spojována s rezistencí k léčbě a byla též spojena s regulací mitochondriální funkce. Proto jsme zkoumali možnost, zda manipulací s mitochondriální bioenergetikou prostřednictvím narušení ETC je možné eliminovat buněčné populace rezistentní vůči zavedené léčbě, jako jsou RKB a buňky exprimující HER2. Zjistili jsme, že buňky a nádory s vysokou expresí HER2 vykazují zvýšenou respiraci přes komplex I a mají více respiračních superkomplexů (SK). Tyto buňky jsou citlivé k látce MitoTam (mitochondriálně cílený derivát tamoxifenu), která působí jako inhibitor komplexu I a narušuje SK. MitoTam překonává rezistenci k tamoxifenu a snižuje metastatický potenciál buněk s vysokou expresí HER2. Zvýšená citlivost buněk exprimujících HER2 k látce MitoTam je závislá na mitochondriální frakci HER2. Další...
|
|
|
Myocardial tolerance to ischemia/reperfusion injury - possible protective mechanisms
Alánová, Petra ; Neckář, Jan (vedoucí práce) ; Nováková, Olga (oponent) ; Vaněčková, Ivana (oponent)
Ischemická choroba srdeční představuje hlavní příčinu mortality v České republice a v dalších ekonomicky vyspělých zemích světa. Účinky ischemické choroby srdeční bývají připisovány patologickým změnám vyvolaným její akutní formou, infarktem myokardu. Tato disertační práce se pokusila přispět k celosvětové snaze o hlubší porozumění mechanismů, které by dokázaly ochránit srdce před důsledky ischemicko/reperfuzního (I/R) poškození. Disertační práce je založena na čtyřech publikacích - zatímco první tři jsou přijaté do tisku, čtvrtá se nachází v recenzním řízení. V první studii jsme prokázali úlohu oxidu dusnatého (NO) v mechanismu účinku chronické hypoxie (CH). Zjistili jsme, že exogenně zvýšená dostupnost NO stejně jako inhibice fosfodiesterázy typu 5 vede ke zvýšené ischemické toleranci srdcí normoxických i chronicky hypoxických potkanů. Účinky obou zásahů nebyly aditivní, což napovídá o zapojení signalizace spojené s NO v kardioprotektivním účinku CH. Druhá studie pokračovala ve studiu molekulárních mechanismů spojených s kardioprotekcí vyvolanou CH. Ukázali jsme, že protektivní efekt CH na velikost infarktu je spojen se zvýšenou koncentrací tumor nekrotizujícího faktoru alfa (TNF-α) a TNF-α receptoru R2. Ve třetí studii jsme sledovali účinek dexrazoxanu (DEX), dosud jediného klinicky schváleného...
|
host ::
RSS.