|
|
Vliv mitochondriálně cílených senolytických látek na rozvoj respiračních onemocnění
Rennerová, Michaela ; Štemberková-Hubáčková, Soňa (vedoucí práce) ; Neckář, Jan (oponent)
Stárnutí je komplexní biologický proces charakterizovaný postupným poklesem fyziologických funkcí buněk a tkání, které vedou k aktivaci procesu známého jako buněčná senescence. To vede k rozvoji strukturálních a funkčních změn v organismu doprovázených zvýšeným rizikem vzniku nejrůznějších onemocnění. Respirační onemocnění patří mezi nejčastější chronická onemocnění spojená s hromaděním senescentních buněk v organismu. Současná léčba chronických respiračních onemocnění zahrnuje spíše zmírnění příznaků než odstranění primární příčiny vzniku těchto onemocnění. Vzhledem k tomu, že senescentní buňky hrají důležitou roli v patogenezi respiračních onemocnění leží budoucnost terapií v jejich odstranění pomocí senolytických látek. I přes slibné výsledky některých studií je současný výzkum limitován heterogenitou senescentních buněk, což se odráží v jejich citlivosti na senolytické látky a variabilitě terapeutické odpovědi. Mitochondrie hrají ústřední roli při vzniku a udržení senescentního fenotypu buňky tím, že regulují klíčové procesy, jako je energetický metabolismus či regulace buněčné signalizace, a to nezávisle na typu senescentní buňky. Specifické cílení mitochondrií senescentních buněk tak může představovat slibnou terapeutickou strategii pro modulaci senescence a nemocí souvisejících s věkem, jako...
|
|
|
Využití ketogenní diety u dědičných poruch ATP syntázy
Kudrnovská, Barbora ; Mráček, Tomáš (vedoucí práce) ; Tesařová, Markéta (oponent)
Tmem70 protein hraje významnou roli v bioegenezi ATP syntázy, přičemž mutace v Tmem70 genu jsou častou příčinou mitochondriálního onemocnění asociovaného s neonatální encefalokardiomyopatií. Podobně jako u jiných mitochondriálních chorob, ani v případě defektů Tmem70, není zatím k dispozici žádná možnost léčby. Ketogenní dieta (KD) se však jeví jako možná terapeutická intervence pro řadu mitochondriálních poruch, a naše předběžné výsledky ukazují její pozitivní vliv i u myšího modelu Tmem70 dysfunkce. Proto jsme se u Tmem70 modelu rozhodli otestovat možné využití modifikované KD, která by mohla být přijatelnější alternativou pro možné využití u lidských pacientů. Efekt modifikované KD byl zkoumán na myším modelu tamoxifenem indukovaného celotělového knockoutu Tmem70 (Tmem70 KO). Modifikovaná KD vedla k lepšímu přežívání, zpomalení úbytku hmotnosti a normalizaci plazmatických ukazatelů jaterního poškození. Detekovali jsme pozitivní efekt modifikované KD na asemblaci ATP syntázy v případě jaterní tkáně, naopak kosterní svalovina vykazovala pouze minimální odezvu. Na základě výsledků této práce usuzujeme, že ačkoliv absence funkčního Tmem70 vede k zasažení jaterní i svalové tkáně, větší vliv na fenotypický projev u Tmem70 KO myšího modelu má jaterní patologie, která je vlivem modifikované KD částečně...
|
|
|
Changes in mitochondrial DNA in colorectal cancer patients
Danešová, Natálie ; Vodenková, Soňa (vedoucí práce) ; Büchler, Tomáš (oponent)
Změny v mitochondriální DNA (mtDNA) se v buňkách vyskytují častěji než změny v jaderné DNA (nDNA), a to v důsledku několika faktorů, jako je například těsná blízkost místa vzniku většiny reaktivních kyslíkových radikálů nebo menší repertoár opravných drah DNA. Je známo, že poškození nDNA hraje roli u kolorektálního karcinomu (CRC), ale publikací zabývajících se studiem poškození mtDNA je stále málo. Změny v počtu kopií mtDNA, možného nepřímého markeru poškození mtDNA známého jako obsah mtDNA, byly studovány u CRC, avšak studie přinesly protichůdné výsledky. Různé typy změn mtDNA, které by mohly sloužit jako potenciální biomarkery, byly pozorovány u různých typů nádorových onemocnění včetně CRC. Jejich přesná role v progresi onemocnění, určení prognózy pacientů či predikci odpovědi na léčbu však ještě nebyla odhalena. Primární hypotézou naší studie bylo, že mitochondriální dysfunkce vznikající v důsledku změn mtDNA hrají roli v karcinogenezi tlustého střeva a konečníku, a mohly by sloužit jako potenciální biomarkery CRC. K ověření naší hypotézy jsme měřili poškození mtDNA, obsah mtDNA a expresi vybraných opravných genů DNA jak v nádoru, tak v přilehlé nenádorové tkáni. Nejprve jsme provedli Pilotní studii na 7 pacientech pomocí RNA sekvenování a qPCR. Následně byla provedena Validační studie na...
|
|
|
Modulace mitochondriálního přenosu ovlivněním mezenchymálních kmenových buněk
Fráňová, Markéta ; Krulová, Magdaléna (vedoucí práce) ; Rohlenová, Kateřina (oponent)
Mezenchymální kmenové buňky (mesenchymal stem cells - MSCs) mají schopnost modulovat imunitní odpověď. K působení na imunitní buňky využívají řadu mechanismů. Jedním z nich je mitochondriální přenos. Přijetí mitochondrií od MSCs indukuje v imunitních buňkách metabolické změny, a podporuje tím jejich přesmyk na protizánětlivý fenotyp. Díky svým vlastnostem mají MSCs potenciál pro využití v terapiích, například v léčbě autoimunitních onemocnění. Problémem terapií využívajících MSCs je jejich nízká účinnost, která je způsobena především vysokou úmrtností kmenových buněk po transplantaci. Aby bylo dosaženo alespoň nějakého účinku, je potřeba velkého počtu buněk, který lze získat pouze expanzí in vitro. Avšak dlouhodobá kultivace má negativní vliv na MSCs a jejich imunomodulační působení. Podpoření funkce MSCs by mohlo vést ke zvýšení účinnosti terapií. Cílem této práce bylo zjistit, zda lze stimulací MSCs vybranými faktory modulovat mitochondriální přenos. MSCs byly ovlivněny rapamycinem, růstovým faktorem podobným inzulinu 1 (insulin- like growth factor 1 - IGF-1), interferonem gama, nebo oligomycinem a následně byl zkoumán vliv těchto faktorů na mitochondrie a jejich přenos do imunitních buněk, metabolismus a imunomodulační působení MSCs. Ukázali jsme, že stimulace MSCs IGF-1, nebo oligomycinem vede...
|
|
|
Role exozomů v komunikaci mezi tukovou a srdeční tkání
Novotná, Denisa Regine ; Zouhar, Petr (vedoucí práce) ; Kašík, Petr (oponent)
Extracelulární vezikuly včetně tzv. exozomů představují významný, nově identifikovaný, faktor při předávání informace mezi jednotlivými buňkami i orgány mnohobuněčného organismu. Exozomy běžně obsahují nukleové kyseliny, proteiny i celé organely. Produkce exozomů obsahujících mj. mitochondrie probíhá i v adipocytech tukové tkáně. Jelikož tuková tkáň představuje hlavní úložiště zásobních lipidů, její metabolismus a funkčnost mitochondrií v ní obsažených velice citlivě reagují např. na nutriční podmínky. Prostřednictvím produkce exozomů se mitochondrie z tukové tkáně mohou dostávat do dalších orgánů a ovlivňovat jejich metabolismus. V poslední době se ukazuje, že významnou roli při progresi metabolického syndromu může hrát sekrece exosomů z tukové tkáně. V hypertrofované tkáni dochází k selhávání mitochondrií, kterých se adipocyty zbavují mj. jejich vylučováním v podobě exosomů. Většinu těchto exosomů s poškozenými mitochondriemi pohlcují makrofágy přímo v tukové tkáni. Část jich však může unikat do cirkulace a dostává se tak mj. až k srdci. Přijímání těchto exosomů myokardem a začleňování poškozených mitochondrií do vlastní mitochondriální sítě může mít překvapivě pozitivní účinky pro zvyšování odolnosti proti poškození při infarktu. Významou roli mohou hrát exosomy i při zbavování se nefunkčních...
|
|
|
Analýza mitochondriálního energetického metabolismu v časných fázích rozvoje Huntingtonovy nemoci
Ďurčeková, Katarína ; Hansíková, Hana (vedoucí práce) ; Kohoutová, Michaela (oponent)
Huntingtonova nemoc (HN) je autozomálně dominantní neurodegenerativní onemocnění charakterizované motorickými, psychiatrickými a kognitivními příznaky. Průměrný věk nástupu HN je 40 let a u postižených osob má toto onemocnění nepříznivou prognózu. Vzhledem k tomu, že dosud není k dispozici kauzální léčba, je současná léčba HN zaměřena pouze na zmírnění symptomů. Klinickému projevu HN předchází asymptomatické období, kdy již probíhají kontinuální biochemické, strukturální a funkční změny na buněčné úrovni. Naše předchozí studie prokázaly poškození mitochondriálních parametrů v lymfocytech a v kultivovaných fibroblastech pacientů s rozvinutou HN. Cílem této práce bylo funkčními metodami charakterizovat základní složky mitochondriálního energetického metabolismu a najít vhodné mitochondriální biomarkery pro sledování progrese HN. Analyzovaný soubor tvořilo 12 linií kultivovaných kožních fibroblastů od pacientů s geneticky prokázanou HN, čtyři pacienti v asymptomatickém, čtyři v časném a čtyři v pokročilém stádiu HN a 4 linie od zdravých osob. Mitochondriální respirace a glykolytická aktivita byly analyzovány pomocí sledování spotřeby kyslíku a změn pH v reálném čase, produkce ATP pomocí luminiscence, metabolický obrat a katalytická aktivita pyruvátdehydrogenasového komplexu pomocí oxidace substrátů....
|
|
| |
|
|
Komparační analýza genomických dat pomocí grafické reprezentace
Těthal, Jiří ; Provazník, Ivo (oponent) ; Maděránková, Denisa (vedoucí práce)
Práce se zabývá identifikací druhů živočichů pomocí denzity nukleotidů mitochondriálního genu CO1. V první části práce jsou teoreticky shrnuty informace o DNA barcodingu a buněčné organele mitochondrii, která s touto metodou úzce souvisí. Druhá část se již prakticky zabývá porovnáváním různých sekvencí s využitím denzity jejich nukleotidů. K tomuto účelu byl vytvořen program, který využívá dvě funkce, přičemž první ze zadaných sekvencí nukleotidů vypočítá jejich denzitu a druhá dokáže tyto denzity porovnat distanční metodou.
|
|
|
Porovnávání mitochondriální DNA pro identifikaci druhů
Labounek, René ; Provazník, Ivo (oponent) ; Maděránková, Denisa (vedoucí práce)
Práce se zabývá metodou rozeznávání živočišných druhů na základě analýzy úseku mitochondriální DNA. K této analýze a zařazení se využívá úsek genu CO1 v literaturách nazýván jako čárový kód života. V úvodu práce je rozebrána teorie mitochondriální dědičnosti a podmínek tvorby čárového kódu. Z této teorie nadálé vychází její praktické využití při tvorbě knihovny vytvořených čárových kódů jednotlivých živočišných druhů. Data pro tvorbu knihovny jsou čerpány z veřejných databází NCBI a BOLD Systems. Další část práce se zabývá metodami porovnávání jednotlivých čárových kódů mezi sebou a hlavně s čárovým kódem člověka. K těmto analýzám byly použity tři hlavní výpočetní postupy. Byly to Needleman-Wunschův algoritmus, Smith-Watermanův algoritmus a porovnávání podobností pomocí distanční matice. S metodou porovnávání pomocí distanční matice je úzce spjat převod sekvencí molekuly DNA ze znakové podoby do numerických formátů, kterým se tato práce také zabývá. K usnadnění práce s daty byly vytvořeny vyhledávací algoritmy čárových kódu podle zadaného názvu druhu a naopak.
|
|
|
Computational modelling of mechanical tests of animal cell
Orlová, Lucie ; Fuis, Vladimír (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
The presented Master's thesis deals with the structural arrangement of living animal cells and their mechanical behavior under loading. The generalized aim is to describe mechanical responses of cells under either physiological or pathological conditions. A highly interdisciplinary approach interconnecting the computational methods of solid mechanics (finite element method in particular) with medical research is an inseparable part of the problem solution. A crucial step in proposing a computational model for approximation of a living cell behavior under loading conditions is to establish mechanically significant components to be incorporated into the calculation and to identify their material parameters. A presented computational model incorporates continuum entities such as the nucleus, membrane, and cytoplasm interconnected with a discrete mitochondrial network. This results in a novel hybrid model which is validated through comparison with experimental data and serves as a means to estimate the mitochondrial impact on overall cell stiffness.
|
host ::
RSS.