|
|
Studium buněčné toxicity vybraných nanočástic v tkáňových kulturách.
Filipová, Marcela ; Holada, Karel (vedoucí práce) ; Benson, Veronika (oponent) ; Hubálek Kalbáčová, Marie (oponent)
Bezpečnostní rizika, která vyplývají z cytotoxického působení nanočástic (NPs) v komplexním biologickém prostředí, zůstávají hlavním problémem, který limituje využití NPs v biomedicíně. V této studii byla vyšetřována cytotoxicita NPs odlišného složení, tvaru a velikosti, jmenovitě SiO2 NPs (SiNPs, 7-14 nm), superparamagnetických NPs oxidů železa (SPIONs, 8 nm) a karboxylovaných mnohovrstevných uhlíkových nanotub (CNTCOOHs, průměr: 60-100 nm, délka: 1-2 μm). Cytotoxicita byla vyhodnocena pomocí nově navržené screeningové eseje schopné současně stanovit aktivitu buněčných dehydrogenáz, aktivitu laktát dehydrogenázy (LDH) uvolněné z buněk do okolí a počet intaktních buněčných jader a apoptotických tělísek v kultuře lidských endotelových buněk izolovaných z pupečníkové žíly (HUVEC) rostoucích v jedné jamce 96-jamkové destičky. Zmíněné znaky byly následně využity k získání informace o životaschopnosti buněk a nekrotických a apoptotických aspektech buněčné smrti. Výsledky z této "tři v jednom" screeningové eseje buněčné smrti (CDS) ukázaly, že SiNPs a CNTCOOHs vyvolávaly výrazné cytotoxické působení projevující se poklesem životaschopnosti buněk a rozvojem tvorby apoptotických tělísek. Naproti tomu SPIONs navozovaly pouze mírnou cytotoxicitu. SiNPs navíc narušovaly buněčnou membránu vedoucí ke zvýšenému...
|
|
|
The Cell-Nanomaterial Interactions and Their Application in Biomedicine
Vrabcová, Lucie ; Hubálek Kalbáčová, Marie (vedoucí práce) ; Pešta, Martin (oponent) ; Benson, Veronika (oponent)
Nanomateriály vstoupily na pole medicíny již na počátku tisíciletí a od té do doby daly vzniknout řadě pokroků a novým možnostem v diagnostice, léčbě i regeneraci, čímž nadále umožňují rozvoj personalizované medicíny. Interakce v nano-měřítku umožňují dosud nepředstavitelné možnosti v ovlivňování procesů na molekulární úrovni. Nové perspektivy v aplikacích nanomateriálů zároveň zvyšují pozornost ohledně otázek bezpečnosti pro zdraví a životní prostředí. Ačkoliv se objevilo mnoho nových biomedicínských aplikací nanomateriálů, většina z nich se stále nachází ve fázi konceptu. Základní in vitro výzkum elementárních interakcí nanomateriálů s biologickým prostředím by tudíž měl být nezbytnou součástí jejich vývoje. Cílem této dizertační práce bylo popsat cytokompatibilitu a interakce dvou typů nanomateriálů s různými lidskými buňkami. Jako první byla testována vhodnost ultra-jemného titanu pro budoucí využití ve vývoji implantátů. Pozitivní efekt byl potvrzen především pro růst osteoblastů a materiál byl doporučen pro preklinické testování jako kostní či zubní implantát. Dále bylo popsáno několik druhů ultra-malých (˂ 5 nm) nanočástic o různém původu (křemík, zlato a platina) v různých podmínkách, abychom získali informace o jejich cytotoxicitě v závislosti na čase a koncentraci a také o jejich chování...
|
|
|
Effect of nanodiamond particles on neuronal tissue
Šimková, Veronika ; Benson, Veronika
High-Pressure High-Temperature nanodiamonds are considered to be highly biocompatible due to\ntheir low acute toxicity, which makes them suitable for biomedical applications. However, next to interaction with the cell membrane, nanoscale allows particles to penetrate the plasma membrane and even accumulate in the cell cytoplasm. Recently it brought up questions regarding sustainable nanoparticle application in vivo and potential toxicity hazards. The neuronal tissue consists of neurons and glial cells, and it is separated by a bloodbrain barrier from the peripheral blood system. Neurons are nerve cells forming a complex network of synapses that carry signals in the brain. The neurons are nourished and protected by glial cells. This project aims to find out whether nanodiamonds pass the blood-brain barrier when applied intravenously as a drug carrier and whether they directly interact with the neuronal tissue.
|
|
|
Nanofiber dressing consisting of antisense rna-functionalized nanodiamonds for therapy of non-healing wounds in diabetic individuals
Neuhoferová, Eva ; Petráková, V. ; Vocetková, K. ; Kindermann, Marek ; Křivohlavá, Romana ; Benson, Veronika
Non-healing wounds are serious complication in diabetic patients and represent an attractive challenge for development of suitable carrier system possessing constant and localized release of therapeutic biomolecule into the wound without any undesired side effects. Given the fact that these non-healing wounds are result of impaired balance in metalloproteinases synthesized by immune cells residing the wounds, gene therapy offering knock down of such enzymes is of great interest. \nHere we challenged a development of functional and biocompatible wound dressing enabling controlled release of trackable carrier loaded with therapeutic siRNA. Our dressing consists of scaffold from degradable polymer nanofibers enriched with fluorescent nanodiamond particles (FND). We have previously shown the nanodiamond particles are great carriers for antisense RNAs. Their advantages represent high biocompatibility, stable luminescence giving us the possibility to track the carrier system in the wound, and effective release of antisense RNA in the wound. Embedding of nanodiamond-siRNA systems into nanofiber scaffold enables continuous release of siRNA and maintaining the stable siRNA concentration in the wound site resulting in a promotion of wound healing. \nWe developed FND-siRNA complexes specific to MMP-9 that efficiently inhibit the expression of target MMP-9 mRNA. The complexes were embedded into core/shell nanofibers from PVA and PCL, visualized by confocal microscopy, and characterized by electron microscopy. Real-time PCR was used to assess the silencing effect of siRNA that has been delivered to target murine fibroblasts by FND released from nanofiber dressing. Nanofiber system with embedded FNDs was applied on wounds in diabetic animal models to evaluate its suitability regarding short and long term toxicity, efficacy, and handling in vivo. \n
|
|
|
Nanodiamonds as an innovative system for intracellular delivery of mirna-34a inprostatic cancer therapy
Bitti, G. ; Abate, M. ; Neuhoferová, Eva ; Kindermann, Marek ; Petráková, V. ; Boccellino, M. ; Quagliuolo, L. ; Filová, Eva ; Benson, Veronika ; Caraglia, M. ; Amler, Evžen
The microRNA(miRNA)-34a is an important regulator of tumor suppression. It controls the expression of several target proteins involved in cell cycle, differentiation and apoptosis, and antagonizes processes that are necessary for basic cancer cell viability as well as cancer stemness, metastasis, and chemoresistance. It is downregulated in numerous cancer types, including prostatic cancer, and inhibits malignant growth by repressing genes involved in various oncogenic signaling pathways. Given the anti-oncogenic activity of miR-34a, here we proved the substantial benefits of a new therapeutic concept based on nanotechnology delivery of miRNA mimics. In order to monitor the miRNA-34a replacement, we used a fluorescent nanodiamond particles (FND) system with linked miRNA-34a mimic, which was delivered to PC3 and DU145 prostatic cancer cell lines. We used functionalized nanodiamonds coated with polyethylenimine to transfer miRNA-34a into PC3 and DU145 prostatic cancer cell lines and we measured the zeta-potential of these complexes before using them for in vitro experiments. A replacement of miRNA-34 was observed by monitoring levels of miRNA-34 via real-time PCR. Moreover, our in vitro experiments demonstrated that miRNA-34a replacement, using this FND delivery system, decreased viability and induced apoptosis in prostatic cancer cell lines. Our findings suggest the replacement of oncosuppressor miRNA-34a provides an effective strategy for cancer therapy and the FND-based delivery systems seems to be an excellent strategy for a safe and effective targeting of the tumor.
|
|
|
Biokompatibilita platformy tvořené diamantovými částicemi s nervovými buňkami.
Gottfriedová, Kristýna ; Benson, Veronika (vedoucí práce) ; Hubálek Kalbáčová, Marie (oponent)
5 Abstract Microelectrode arrays represent therapeutic approach to neurodegenerative diseases treatment. The development of electrode platforms is rather challenging due to the direct interaction of the material with neuronal tissue. Nanodiamond is one of the researched materials because of its biochemical properties: biocompatibility with many cell types, chemical inertness, high wear and corrosion resistance. During nanodiamond platforms development, biological research focuses on biocompatibility of used material with primary neurons and the evaluation of their adherence to the nanodiamond that is important for recording of electrical activity of neurons. Both, the biocompatibility as well as the adherence depend on the used nanodiamond, manufacturing, roughness, and surface modification. The amount of boron dopant enabling electric conductivity of nanodiamond is also important. In my thesis, I have summarized research on biocompatibility and adherence of neural cells on behalf of above mentioned parameters. I discuss here the variability of experimental results in order to surface modification and cultured cells type. According to the research reports, it seems that neuronal cells prosper well and prefer to adhere to platforms covered with molecules of extracellular matrix or at least poly-lysine...
|
|
|
Targeted biocompatible nanoparticles for therapy and cancer diagnostics.
Neburková, Jitka ; Cígler, Petr (vedoucí práce) ; Benson, Veronika (oponent) ; Schirhagl, Romana (oponent)
SOUHRN Nanočástice mají mnoho předpokladů k tomu, aby byly použity v cílené medicíně. Mohou zastávat více funkcí najednou a sloužit tak jako zobrazovací značky nebo nosiče účinných látek pro terapii. Po modifikaci vhodným cílícím ligandem mohou specificky interagovat s rakovinnými buňkami. Účinnost cílení nicméně závisí na poměru mezi specifickou a nespecifickou interakcí nanočástic s buňkami. Nespecifické interakce nanočástic s buňkami nesouvisí s cíleným receptorem a musí být odstraněny, aby bylo možné snížit pozadí zobrazování, případně snížit škodlivý efekt léků na zdravé tkáně. V této práci byly povrchové modifikace nanočástic zkoumány především na biokompatibilních uhlíkových nanočásticích nanodiamantech, které vykazují výjimečné fluorescenční vlastnosti jako je dlouhá doba života fluorescence, fluorescence bez fotodestrukce ("photobleaching"), bez blikání ("photoblinking") a citlivost fluorescence k elektromagnetickému poli. Hlavními nedostatky nanodiamantů, které jsou v této práci řešeny, jsou nízká koloidní stabilita částic v pufrech a médiích, jejich nespecifické interakce s proteiny a buňkami a omezené možnosti modifikací povrchu. Tyto nedostatky byly překonány pokrytím nanodiamantů vrstvou biokompatibilních, hydrofilních a elektroneutrálních polymerů poly(etylenglykolu) a poly[N-(2-...
|
|
|
Biokompatibilita platformy tvořené diamantovými částicemi s nervovými buňkami.
Gottfriedová, Kristýna ; Benson, Veronika (vedoucí práce) ; Hubálek Kalbáčová, Marie (oponent)
Existuje mnoho typů platforem, které jako povrch, bezprostředně interagující s buňkami, využívají diamant. Hlavní rozdíly jsou v typu použitých diamantů. Jedná se o nanodiamanty a ultrananokrystalické diamanty, které mohou být různě strukturované a také dopované o atomy boru. Ačkoli by pravděpodobně bylo hezké, kdyby na platformách nemusela být žádná povrchová úprava. Podle výsledků výzkumů to nevypadá jako lehký úkol, výzkum v tomto směru probíhá, ale zatím bez významných úspěchů. Nejlepších výsledků se při kultivaci buněk na platformách dosahuje, když je povrch potažen alespoň částečkami molekul extracelulární matrix. Jako o trošku méně účinné se jeví využití molekul, které na základě elektrostatických sil navodí adhezi buňky. Jedná se například o molekulu lysinu. Dalším krokem ve výzkumu je ověření, zda povrchy, které se v první fázi zkoumání jevily jako biokompatibilní, budou i po dopování stále optimální pro růst buněk. Z níže uvedených výzkumů zatím vyplývá, že například dopování nanodiamantu borem nemá významný vliv na prosperitu buněk. Klíčová slova nanodiamant, nervová buňka, biokompatibilita, mikroelektrodové pole
|
|
|
Studium signálních drah modulujících mnohočetnou lékovou rezistenci
Dvořák, Pavel ; Souček, Pavel (vedoucí práce) ; Daum, Ondřej (oponent) ; Benson, Veronika (oponent)
Studium signálních drah modulujících mnohočetnou lékovou rezistenci V úvodu dizertační práce je na podkladě literární rešerše podán přehled problematiky rezistence nádorových buněk na podávanou chemoterapii, včetně mechanismů jejího vzniku a teorie nádorových kmenových buněk. Teoretická část se dále více zaměřila na dvě témata - úloha ATP-binding cassette (ABC) transportních proteinů a chromosomových abnormalit při vzniku nádorové rezistence. U obou hlavních témat je zdůrazněn jejich možný terapeutický potenciál při léčbě zhoubných nádorů. Výsledkovou část dizertační práce tvoří komentáře k pěti původním pracím, na kterých se uchazeč podílel v roli hlavního autora. První komentovaná práce přináší argumenty ve prospěch hypotézy o existenci genových expresních profilů ABC genů, které jsou společné pro více typů zhoubných nádorů (nádory prsu, kolorekta a pankreatu) a mají klinický význam. Tyto obecné expresní profily ABC genů by mohly vytvářet nový charakteristický rys kancerogeneze. Druhá práce přinesla hlubší poznání skupiny pacientů s akutní myeloidní leukemií, kteří po dvou pokusech o dosažení remise tohoto nádorového onemocnění nedosáhli kompletní cytogenetické remise. Na základě výsledků třetí práce je možné doporučit vyčlenění skupiny pacientů s primárními myelodysplastickými syndromy a...
|
|
|
Inhibitory histondeacetyláz v léčbě plazmocelulární leukemie: vliv mikroprostředí kostní dřeně
Burianová, Ilona ; Stöckbauer, Petr (vedoucí práce) ; Pour, Luděk (oponent) ; Benson, Veronika (oponent)
Mnohočetný myelom a jeho agresivní varianta, tzv. plazmocelulární leukemie, jsou stále považovány za nevyléčitelná onemocnění, a to i přes značný pokrok ve vývoji nových léčiv. Příčinou je často mikroprostředí kostní dřeně, které způsobuje, že myelomové buňky se stávají rezistentními na léčbu. Hematopoetické buněčné linie odvozené z jednotlivých hematologických malignit jsou nepostradatelným nástrojem pro studium etiopatogeneze těchto onemocnění a pro testování nových potenciálních léčiv. Jejich ustavení je však stále považováno za náhodnou a vzácnou událost. První část předkládané práce se zabývá ustavením a charakterizací buněčné linie UHKT-944 odvozené od pacienta s primární plazmocelulární leukemií a dokončením charakterizace buněčné linie UHKT-893 odvozené od pacientky s mnohočetným myelomem. U linie UHKT-893 byly provedeny analýzy zahrnující mimo jiné vyšetření klonální přestavby IgVH genů a cytogenetickou analýzu, které přispěly k detailnějšímu popisu této buněčné linie. Během kultivace buněk linie UHKT-944 byly monitorovány růstové charakteristiky, byla zjištěna závislost této linie na interleukinu-6 (IL-6) a provedena imunofenotypizace, která prokázala přítomnost povrchových znaků specifických pro maligní plazmatické buňky. Analýzou byla zjištěna produkce monoklonálního imunoglobulinu...
|
host ::
RSS.