|
|
Studium exprese a maturace mitochondriálního systému oxidativní fosforylace v průběhu prenatálního vývoje savců
Mrhálková, Andrea ; Hůlková, Martina (vedoucí práce) ; Ješina, Pavel (oponent)
Postnatální adaptace novorozence na extrauterinní prostředí je kromě jiného závislá na maturaci mitochondriálního systému oxidativní fosforylace (OXPHOS). Pro proces maturace je nezbytný efektivní průběh mitochondriální biogeneze během fetálního vývoje. Nedostatečnost systému OXPHOS se podílí na mortalitě a morbiditě předčasně narozených dětí. Hlubší porozumění průběhu mitochondriální biogeneze na molekulárně genetické a biochemické úrovni je tedy důležité pro zlepšení péče o předčasně narozené děti, zvláště o kriticky nemocné novorozence. Práce vznikla v Laboratoři pro studium mitochondriálních poruch na Klinice dětského a dorostového lékařství, 1. LF UK v Praze. Studie byla zaměřena na molekulárně genetické analýzy genů kódujících podjednotky ATP syntázy a charakterizaci změn v množství mitochondriální DNA v průběhu fetálního vývoje člověka a potkana. Výsledky přispívají k pochopení procesu mitochondriální biogeneze respektive biogeneze ATP syntázy ve fetálních tkáních člověka a potkana.
|
|
|
Mitochondria and their role in carcinogenesis
Bajzíková, Martina ; Neužil, Jiří (vedoucí práce) ; Masařík, Michal (oponent) ; Mráček, Tomáš (oponent)
(CZ) Mitochondrie jsou hlavním místem výroby buněčné energie; nejsou to však jen buněčné elektrárny, ale podílejí se na řadě dalších funkcí uvnitř buňky, včetně buněčného metabolismu, proliferace, smrti a imunitních reakcí. Ztráta mitochondriálních funkcí má za následek oxidační stres, který je jedním z hlavních faktorů pro řadu onemocnění a mimo jiné i rakoviny. Rakovinné buňky produkují energii převážně glykolýzou a to i za přítomnosti kyslíku. Tento alternativní metabolický jev je znám také jako "Warburgův efekt". V souvislosti s tím mohou mitochondrie rakovinných buněk přepínat mezi glykolýzou a oxidativní fosforylací (OXPHOS), pokud jde o jejich energetické požadavky a přežití. Funkce elektronového transportního řetězce je klíčová pro buněčné dýchání, které je také nutné pro aktivitu dihydroorotát dehydrogenázy (DHODH), nezbytnou pro de novo syntézu pyrimidinu. V našem výzkumu jsme použili rakovinné buňky s poruchou dýchání, abychom vyvrátili dogma, že mitochondrie a jejich genom jsou omezeny uvnitř buněk v těle. Naše výsledky prokázaly, že mitochondrie jsou schopny pohybu v nádorovém stromatu a to z normálních buněk do nádorových buněk bez mitochondriální DNA (mtDNA), což má za následek dlouhotrvající obnovu dýchání a následně účinnou tvorbu nádoru. Důkaz našeho převratného objevu spočíval v...
|
|
|
Molecular mechanisms of tamoxifen resistance in breast cancer
Tomková, Veronika ; Truksa, Jaroslav (vedoucí práce) ; Brábek, Jan (oponent) ; Mráček, Tomáš (oponent)
Rezistence k tamoxifenu, léčivu používaném v adjuvantní terapii při hormonální léčbě rakoviny prsu, představuje závažný klinický problém. Přestože byly popsány a intenzivně studovány různé mechanismy vedoucí k rezistenci k tamoxifenu, u značného počtu pacientů se objeví rezistence na terapii a následná recidiva. Ukázalo se, že léčba tamoxifenem obohacuje nádory o nádorové buňky podobné kmenovým bunkám, které jsou přirozeně rezistentní a mají schopnost sebeobnovy a potenciál vytvářet sekundární nádory. Metabolická plasticita, změněný metabolismus železa a zvýšená exprese ABC transportérů jsou další factory důležité při udržování fenotypu rakovinných kmenových buněk. Z tohoto důvodu jsme zkoumali výše uvedené mechanismy v dvou in vitro modelech tamoxifen rezistentních buněčných linii (Tam5R), které jsme zavedli. Ukazujeme, že Tam5R buňky mají dramaticky rozložené a méně aktivní mitochondriální superkomplexy a vyšší hladinu mitochondriálního superoxidu spolu s fragmentovanou mitochondriální sítí. Taková dysfunkce mitochondrií vede k aktivaci AMPK signální dráhy a metabolickému posunu směrem ke glykolýze. Navíc buňky bez funkčních mitochondrií (ρ0 buňky) jsou signifikantně více rezistentní k tamoxifenu, což podporuje úlohu mitochondrií v rezistenci k tamoxifenu. Naše analýza odhalila signifikantní...
|
|
|
Tumor suppressor NDRG1 and its regulation by iron chelators
Vondráčková, Michaela ; Truksa, Jaroslav (vedoucí práce) ; Brábek, Jan (oponent)
Železo je esenciálním stopovým prvkem nezbytným pro mnoho životně důležitých procesů v buňce, včetně syntézy DNA a progrese buněčného cyklu. Kromě toho je zásadní pro buněčné dýchání v mitochondriích. Vzhledem ke zvýšené rychlosti proliferace nádorových buněk jsou rakovinné buňky více závislé na železe a odebrání tohoto prvku pomocí chelátorů u nich vede k inhibici ribonukleotid reduktázy, zastavení buněčného cyklu a apoptotické buněčné smrti. V nedávné době byl vedle těchto účinků navržen alternativní mechanismus zahrnující zvýšenou expresi N-myc downstream regulated gene 1 (NDRG1) a jeho inhibiční působení na proteiny c-MET, EGFR či NF-κB, které mohou v určitém kontextu působit jako onkogeny. NDRG1 je nádorový supresor, jehož exprese je snížena u mnoha typů nádorových buněk a tato nižší exprese koreluje s progresí nádoru, nižším stupněm diferencovanosti a vyšším metastatickým potenciálem. Ukazuje se, že expresi NDRG1 lze regulovat přítomností železa v buňce, tedy, že pokles intracelulárního železa vede ke zvýšení NDRG1 na úrovni mRNA i proteinu a to HIF-1 dependentním mechanismem, který je závislý na inhibici buněčných enzymů prolylhydroxyláz. V nedávné době jsme představili koncept chelátorů cílených do mitochondrií, které fungují jako protirakovinné látky a v této práci jsme se zaměřili na...
|
|
|
Mitochondriální respirace hnědé tukové tkáně v rozvoji chladové aklimace
Galatík, František ; Žurmanová, Jitka (vedoucí práce) ; Holzerová, Kristýna (oponent)
Historické experimenty zabývající se vlivem nízkých teplot prostředí na organismus byly často doprovázeny vývojem nežádoucích účinků. Naše laboratoř nedávno publikovala protokol chladové aklimace (5 týdnů v 8 ± 1 řC), který u potkanů navozuje kardioprotektivní fenotyp. Důležitým mechanismem chladové aklimace je aktivace a nárůst hnědé tukové tkáně. Kromě netřesové termogeneze dokáže hnědá tuková tkáň produkovat řadu autokrinních, parakrinních a endokrinních faktorů, které mohou pozitivně ovlivňovat systémový metabolismus a funkci ostatních důležitých orgánů. Vliv chladové aklimace na metabolismus hnědé tukové tkáně však není příliš dobře prozkoumán. Cílem této práce bylo změřit vybrané parametry respirace izolovaných mitochondrií hnědé tukové tkáně kontrolních potkanů chovaných ve 24 ± 1 řC a srovnat je s potkany vystavenými teplotě 8 ± 1 řC po dobu 1 dne, 3 dnů, 10 dnů a 5 týdnů. Výsledky této práce ukázaly, že 1) ke zvýšení respirace dochází již po 1 dni vystavení chladu a 2) nejvyšší respirace v přepočtu na 1 mg mitochondriálního proteinu se zdá být po 10 dnech vystavení chladu. Klíčová slova: Hnědá tuková tkáň, mitochondrie, respirace, chladová aklimace
|
|
|
The role of mitochondrial complex II in cancer cell biology
Kraus, Michal ; Neužil, Jiří (vedoucí práce) ; Kašpárek, Petr (oponent)
Mitochondrie jsou pro většinu eukaryotických buněk nezbytné organely, které obsahují řadu komplikovaných, vzájemně interagujících proteinových struktur. Mezi ně patří mimo jiné i komplexy elektron transportního řetězce, tedy komplexy I - IV. Mitochondriální komplex II hraje klíčovou roli v buněčném metabolismu, neboť leží na křižovatce mezi cyklem trikarboxylových kyselin a dýchacím řetězcem. Tento proteinový komplex, též zvaný sukcinát dehydrogenáza, zprostředkovává nejen oxidaci sukcinátu a přenos elektronů, ale také se podílí na tvorbě reaktivních forem kyslíku. Mitochondriální komplex II sestává ze čtyř podjednotek zvaných SDHA-D, navíc sestavení komplexu vyžaduje čtyři proteinové asemblační faktory SDHAF1-4. Mutace a epigenetické změny genů podjednotek a asemblačních faktorů sukcinát dehydrogenázy jsou spojeny s různými patologickými stavy, jako jsou například neurodegenerativní onemocnění, nebo mohou stát za vnikem nádorů. Mitochondriální nemoci způsobené vrozenými poruchami komplexu II nicméně nejsou tak dobře prostudovány jako například onemocnění vzniklá z důvodu nefunkčnosti ostatních mitochondriálních komplexů, zřejmě proto, že žádný protein komplexu II není kódován v mitochondriálním genomu. Nedávné studie ukázaly, že narušení funkce nebo skládání komplexu II vede k akumulaci...
|
|
|
The role of energy metabolism in cardioprotection induced by the adaptation to chronic hypoxia
Kolář, David ; Žurmanová, Jitka (vedoucí práce) ; Adamcová, Michaela (oponent) ; Bardová, Kristina (oponent)
Energetický metabolismus srdce představuje jeden z nejkomplexnějších systémů těla vůbec. Nejen k zachování samotného života, ale také k tomu, aby bylo dokonale připravené na akutní změny (např. fyzická aktivita, emoční stres), si srdce vytvořilo jedinečnou schopnost využívat veškerých energetických substrátů (je tzv. metabolický "všežravec"). Za fyziologického stavu představují mastné kyseliny s dlouhým řetězcem primární substrát pracovního myokardu dospělého srdce. Nicméně, energetický metabolismus může být ovlivněn řadou patofyziologických stavů, které provázejí různá onemocnění. Jedním z nejnebezpečnějších onemocnění je bezesporu ischemicko-reperfúzní (I/R) poškození srdce a jeho akutní forma, infarkt myokardu. V několika posledních letech se v boji proti I/R osvědčily různé formy ischemického preconditioningu, avšak adaptace na chronickou hypoxii je pro svůj benefiční účinek v I/R známá již několik desetiletí. Změny energetického stavu srdce vyvolané adaptací na chronickou hypoxii nejsou zcela prozkoumány, a tak se v systému stále skrývá velké množství tajemství. Tato práce si klade za cíl zjistit, jakým způsobem ovlivňuje adaptace na chronickou hypoxii energetický metabolismus levé komory (LV) potkana v následujících modelech: 1. Vliv chronické normobarické hypoxie (CNH, 3 týdny, 5500 m)...
|
|
|
Analýza a identifikace proteinů při orgánových dysfunkcích pomocí proteomických metod
Tůma, Zdeněk ; Matějovič, Martin (vedoucí práce) ; Lopot, František (oponent) ; Hernychová, Lenka (oponent)
Proteomika se zabývá hromadným studiem proteinů a jejich vlastností, především struktury a funkce. V medicíně bývá využívána pro analýzu fungování tkání a orgánů ve zdraví a nemoci a hledání biomarkerů. Metody zahrnují přípravu vzorku, separační techniky a hmotnostní spektrometrii. Protože neexistuje univerzální metoda pro analýzu libovolného biologického vzorku, proto analytické techniky vyžadují optimalizaci pro konkrétní typ vzorku a požadované výstupy. Cílem práce bylo vytvořit metodické postupy a vyhodnotit proteomické výsledky ve dvou výzkumných rovinách: experimentální a klinické. První část práce obsahuje experimenty využívající proteomiku pro studium změny proteomu plazmy v klinicky relevantním prasečím modelu sepse vyvolané peritonitidou. Proteomické analýzy byly rovněž výchozí metodologickou strategií v experimentech zaměřených na fyziologii ledvin a patofyziologii akutního poškození ledvin v průběhu sepse. Analýzou biopsií ledvin byl sledován časový průběh změn proteomu způsobený sepsí a chirurgickým zásahem. Ve druhé části dizertační práce jsou zahrnuty práce zabývající se biokompatibilitou mimotělních očišťovacích metod. Byla připravena metoda pro analýzu proteinů interagujících s povrchem kapilár hemodialyzátorů a s adsorbenty systému náhrady funkce jater. Analýzou proteinů...
|
|
|
The Role of Tyrosine Kinase Activity of Mitochondrial ERBB2/HER2 in Breast Cancer
Novotná, Eliška ; Rohlena, Jakub (vedoucí práce) ; Vrbacký, Marek (oponent)
Rakovina prsu je častým nádorovým onemocněním postihující miliony žen po celém světe. Amplifikace onkogenu HER2 v rakovině prsu sice umožňuje nasazení cílené terapie, nicméně až u třetiny pacientek dochází k vytvoření rezistence vůči léčbě. Jeden z možných mechanismů rezistence může být relokalizace HER2, receptoru s tyrosinkinázovou aktivitou, z plazmatické membrány do mitochondrií. Nicméně mechanismus působení mitochondriální frakce HER2 zřejmě nevyužívá kanonickou signalizaci HER2 umístěného v plazmatické membráně. Mitochondriální HER2 zvyšuje energetický metabolismus rakovinných buněk, proliferaci a migraci v několika in vitro modelech a tvorbu nádorů v myších spojenou se zvýšenou produkcí ROS. Mitochondriální HER2 je kinázově aktivní, a já jsem se proto zabývala rolí kinázové aktivity v jeho funkci. Kinázová aktivita mitochodnriálního HER2 podporuje některé vlastnosti potřebné v tumorigenezi, ale konstitutivní kinázová aktivita způsobila zvýšenou citlivost buněk k buněčné smrti a zpomalila růst nádorů v myším modelu. Na druhé straně, mutace v ATP-vazebném místě HER2, s níž je HER2 kinázově neaktivní, zvýhodnila buňky v růstu bez možnosti adheze a v tvorbě nádorů in vivo. Lze proto navrhnout, že mitochondriální funkce onkogenu HER2 je závislá nejen na jeho kinázové aktivitě, ale také zahrnuje...
|
|
|
Activation and regulation of cell death in senescent cancer cells.
Holíček, Peter ; Anděra, Ladislav (vedoucí práce) ; Drbal, Karel (oponent)
Bunková senescencia je špecifický bunkový stav charakteristický zastavením proliferácie, sprevádzaný typickými morfologickými a biochemickými zmenami. Narastajúci a pretrvávajúci výskyt senescentných buniek v organizme sa ukázal ako škodlivý a prispievajúci k jeho starnutiu. Senescentné bunky podporujú rast nádoru a dokonca aj stimulujú nádorovú transformáciu. Senescencia môže byť navyše indukovaná aj v samotných nádorových bunkách a to napríklad spontánne alebo chemoterapiou. Vzhľadom na prvotný stimul a na druh buniek, existujú dve hlavné senescenciu-indukujúce signálne dráhy sprostredkované proteínami p16/Rb a p53/p21. Senescentné, tak ako aj rakovinné senescentné bunky, sa zdajú mať pozmenené apoptotické signálne dráhy na úrovni mitochondrií a proteínov rodiny Bcl-2. V tejto štúdii sme sa zamerali na analýzu vplyvu senescentného a pre-senescentného (v proliferácii zastaveného) stavu v klonálnych kultúrach mezoteliomálnej rakovinnej línie H28, indukovaného buď signálnou dráhou p16/Rb alebo p53/p21 na odpoveď voči smrť- indukujúcim stimulom. Prostredníctvom doxycyklín-závislej inducibilnej expresie proteínov p16 a p21 sme bunkám navodili senescencii-podobný fenotyp, ktorý sme podrobne charakterizovali. Zdokumentovali sme, že p16-exprimujúce bunky získajú slabší senescencii-podobný fenotyp,...
|
host ::
RSS.