|
|
Inhibition of TET-1 protein by iron chelators
Antonyová, Veronika ; Jakubek, Milan (advisor) ; Mikula, Ivan (referee) ; Gumulec, Jaromír (referee)
EN The objective of this work was to study novel synthetic iron chelators and to study their potential use in inhibition of TET1 (ten-eleven translocation methylcytosine dioxygenase 1) protein. Epigenetic mechanisms, such as hydroxymethylation of DNA, are promising target in many serious pathologies, including oncological disorders. In the presented study, we intended to discover novel inhibitors by screening small libraries of heterocyclic molecules, such as pyrrolo[3,2-b]pyrrole derivatives with hydrazide (compound 1) or hydrazone (compound 2-6) iron-binding group and hydrazone-based iron chelators (compound 7-10). Within the scope of this study, we used various analytical and biochemical techniques for the purpose of characterization of novel cancer therapies based on TET1 protein inhibition. The absorbance and the complexation of tested compounds with Fe(II) ions was studied by UV-Vis spectroscopy. Inhibition of TET1 protein was studied by fluorometric assay based on ELISA and further supported by microscale thermoporesis and in silico docking. The cytotoxicity of compounds on cancer cell lines was measured by MTT assay and intracellular distribution was determined by live-cell imaging. This study presents a biochemical analysis of potential TET1 protein inhibitors and brings significant...
|
|
|
Cytotoxicity of selected naphthoquinones on prostatic cell cultures
Mondeková, Věra ; Gumulec, Jaromír (referee) ; Provazník, Ivo (advisor)
This master´s thesis discusses cytotoxicity of selected naphthoquinones on prostatic cell cultures. The introductory part is dedicated to general characteristic of naphthoquinones with focus on their cytotoxicity, testing of cytotoxicity and mechanisms of cytotoxicity. This part is followed by chapters about cytotoxicity, characteristics and biological activities of selected naphthoquinones; plumbagin and naphthazarin. The last part of this thesis’ theoretical section speaks about fluorescence microscopy and its use in research of naphthoquinones cytotoxicity. The practical part is dedicated to evaluation of cytotoxical tests’ results and to analysation of pictures of cells obtained by fluorescence microscope. At the end of thesis, all finding are summarized and put in the context.
|
|
|
In silico design and validation of conotoxin-based peptides for neuroblastoma nanotherapy
Mokrý, Michal ; Gumulec, Jaromír (referee) ; Heger, Zbyněk (advisor)
Práca sa zaoberá in silico dizajnom a validáciou peptidov založených na konotoxíne - MrIA, izolovaného z morských slimákov druhu Conus marmoreus a možnosti využitia týchto peptidov v liečbe neuroblastómu pomocou cielenia norepinefrínového transportéru. Päť peptidov založených na tomto konotoxíne bolo simulovaných pomocou simulácii molekulárnej dynamiky, ich trajektórie boli analyzované pre zistenie vlastností týchto peptidov. Dva homologické modely ľudského norepinefrínového transportéru boli vytvorené pre analýzu väzobných vlastností peptidov založených na konotoxíne ku norepinefrínovému transportéru. Peptidy boli následne syntetizované a použité na pokrytie apoferitínových nanočastíc s elipticínom uväzneným vnútri apoferitínu. Vytvorené peptidy a nanočastice boli ďalej skúmané pre objasnenie ich fyzikálo-chemických vlastností. Interakcie a cytotoxicita boli skúmané aplokáciou nanočastíc na bunky neuroblastómu a epitelu. Z in silico a in vitro analýz vyšiel YKL-6 peptid ako najlepší kandidát na ďalší výskum.
|
|
|
Deep-learning methods for tumor cell segmentation
Špaček, Michal ; Kolář, Radim (referee) ; Gumulec, Jaromír (advisor)
Automatic segmentation of images, especially microscopic images of cells, opens up new opportunities in cancer research or other practical applications. Recent advances in deep learning have enabled efficient cell segmentation, but automatic segmentation of subcellular regions is still challenging. This work describes the implementation of the U-net neural network for segmentation of cells and subcellular regions without labeling in the pictures of adhering prostate cancer cells, specifically PC-3 and 22Rv1. Using the best-performing approach of all tested, it was possible to distinguish between objects and background with average Jaccard coefficients of 0.71, 0.64 and 0.46 for whole cells, nuclei and nucleoli. Another point was the separation of individual objects, i. e. cells, in the image using the Watershed method. The separation of individual cells resulted in SEG value of 0.41 and AP metric of 0.44.
|
|
|
Morphological and mechanical properties of fibrous tissue localized in congenital talipes equinovarus
Vondrášek, David ; Hadraba, Daniel (advisor) ; Otáhal, Jakub (referee) ; Gumulec, Jaromír (referee)
Author's title and name: Mgr. David Vondrášek Institution: Charles University in Prague Faculty of Physical Education and Sport José Martího 269/31 Praha 6, 162 52, Česká republika Study programme: Biomechanics Thesis name: Morphological and mechanical properties of fibrous tissue localized in congenital talipes equinovarus Thesis supervisor: Ing. Mgr. Daniel Hadraba, Ph.D. Year of defense: 2024 Number of pages: Total 111; Cover 1, Declaration 1, Acknowledgment 1, Preface 2, Table of content 2, Main text 77, Bibliography 27 Number of scientific papers: 6 papers Key words: talipes equinovarus congenitus, relapsed clubfoot, label-free optical microscopy, atomic force microscopy, mechanical properties, multi-modal analysis Text: Abstract (english) Abstract Talipes equinovarus congenitus (clubfoot) is a congenital deformity affecting lower limbs, mainly the areas around the ankle joint and foot. The affected feet have a distinct club-like appearance, where the feet are contracted to the medial side. The medial side contains fibrotic tissue, which contains an increased amount of collagen deposited by cells through fibrosis. As a result, the tissue of the medial side appears as stiff to orthopaedic practitioners, and clubfoot is frequently reported as contracted and stiff in the literature without any...
|
|
|
Computational Simulation of Mechanical Behaviour of Endothelial Cells
Jakka, Veera Venkata Satya ; Gumulec, Jaromír (referee) ; Majer, Zdeněk (referee) ; Matsumoto,, Takeo (referee) ; Burša, Jiří (advisor)
Ateroskleróza je v rozvinutém světě hlavní příčinou úmrtí a finančně zatěžuje zdravotnické systémy po celém světě. Převládající hemodynamické působení spolu s lokální koncentrací mechanického napětí hrají důležitou roli v lokální povaze aterosklerózy a jejím rozvoji ve specifických oblastech lidských cév. Endotel v krevních cévách je tvořen tenkou vrstvou buněk, ležící na rozhraní mezi krevním řečištěm a cévní stěnou. Dysfunkce endoteliálních buněk se podílí na hlavních patologiích. Například ateroskleróza se rozvíjí, když jsou narušeny bariérové a protizánětlivé funkce endotelu, což umožňuje akumulaci cholesterolu a dalších materiálů v arteriální stěně. U rakoviny je klíčovým krokem v růstu nádoru jeho vaskularizace a proces migrace endoteliálních buněk. Mechanické zatížení endoteliálních buněk hraje klíčovou roli v jejich funkci a dysfunkci. Počítačové modelování může zlepšit porozumění buněčné mechanice a tím přispět k poznání vztahů mezi strukturou a funkcí různých typů buněk v různých stavech. K dosažení tohoto cíle jsou v této práci navrženy konečnoprvkové modely endoteliálních buněk, tj. model buněk plovoucích v roztoku a model buněk přilnutých k podložce, které objasňují reakci buňky na globální mechanické zatížení, jako je tah a tlak, jakož i model buňky s jeho přirozeným tvarem uvnitř endoteliální vrstvy. Zachovávají hlavní principy tensegritních struktur, jako je předpětí a spolupůsobení jednotlivých součástí, ale prvky se mohou organizovat vzájemně nezávisle. Při implementaci nedávno navržené bendo-tensegritní koncepce uvažují tyto modely namáhání mikrotubulů nejen v tahu/tlaku, ale i ohybu a také zohledňují vlnitost intermediálních filament. Modely umožňují, že jednotlivé komponenty cytoskeletu mohou změnit svůj tvar a uspořádání bez zhroucení celé buněčné struktury, dokonce i když jsou odstraněny, a umožňují nám tak vyhodnotit mechanický přínos jednotlivých cytoskeletálních složek k buněčné mechanice. Navržené modely jsou validovány porovnáním jejich křivek síla-posunutí s experimentálními výsledky. Model plovoucí buňky realisticky popisuje silově-deformační odezvu buňky při tahu a tlaku a obě reakce ilustrují nelineární zvýšení tuhosti s mechanickým zatížením. Je simulována také tlaková zkouška ploché endoteliální buňky a porovnána s testem přilnuté buňky a jeho simulací. Poté se simuluje smykový test ploché buňky, aby se vyhodnotilo její chování při smykovém zatížení vyskytujícím se v cévní stěně v důsledku proudění krve. Poté byla zkoumána mechanická odezva ploché buňky ve vrstvě endotelu za fyziologických podmínek v arteriální stěně. Později byla zkoumána buněčná odezva při odtrhování od položky během cyklických úseků pomocí 3D simulací metodou konečných prvků. Navrhované modely poskytují cenné poznatky o vzájemných souvislostech mechanických vlastností buněk, o mechanické roli jednotlivých cytoskeletálních složek i jejich synergii a o deformaci jádra za různých podmínek mechanického zatížení. Proto by práce měla přispět k lepšímu pochopení cytoskeletální mechaniky, zodpovědné za chování buněk, což může zase pomoci při zkoumání různých patologických stavů souvisejících s buněčnou mechanikou, jako je rakovina a vaskulární onemocnění.
|
|
|
Deep-learning methods for tumor cell segmentation
Špaček, Michal ; Kolář, Radim (referee) ; Gumulec, Jaromír (advisor)
Automatic segmentation of images, especially microscopic images of cells, opens up new opportunities in cancer research or other practical applications. Recent advances in deep learning have enabled efficient cell segmentation, but automatic segmentation of subcellular regions is still challenging. This work describes the implementation of the U-net neural network for segmentation of cells and subcellular regions without labeling in the pictures of adhering prostate cancer cells, specifically PC-3 and 22Rv1. Using the best-performing approach of all tested, it was possible to distinguish between objects and background with average Jaccard coefficients of 0.71, 0.64 and 0.46 for whole cells, nuclei and nucleoli. Another point was the separation of individual objects, i. e. cells, in the image using the Watershed method. The separation of individual cells resulted in SEG value of 0.41 and AP metric of 0.44.
|
|
|
In silico design and validation of conotoxin-based peptides for neuroblastoma nanotherapy
Mokrý, Michal ; Gumulec, Jaromír (referee) ; Heger, Zbyněk (advisor)
Práca sa zaoberá in silico dizajnom a validáciou peptidov založených na konotoxíne - MrIA, izolovaného z morských slimákov druhu Conus marmoreus a možnosti využitia týchto peptidov v liečbe neuroblastómu pomocou cielenia norepinefrínového transportéru. Päť peptidov založených na tomto konotoxíne bolo simulovaných pomocou simulácii molekulárnej dynamiky, ich trajektórie boli analyzované pre zistenie vlastností týchto peptidov. Dva homologické modely ľudského norepinefrínového transportéru boli vytvorené pre analýzu väzobných vlastností peptidov založených na konotoxíne ku norepinefrínovému transportéru. Peptidy boli následne syntetizované a použité na pokrytie apoferitínových nanočastíc s elipticínom uväzneným vnútri apoferitínu. Vytvorené peptidy a nanočastice boli ďalej skúmané pre objasnenie ich fyzikálo-chemických vlastností. Interakcie a cytotoxicita boli skúmané aplokáciou nanočastíc na bunky neuroblastómu a epitelu. Z in silico a in vitro analýz vyšiel YKL-6 peptid ako najlepší kandidát na ďalší výskum.
|
|
|
Cytotoxicity of selected naphthoquinones on prostatic cell cultures
Mondeková, Věra ; Gumulec, Jaromír (referee) ; Provazník, Ivo (advisor)
This master´s thesis discusses cytotoxicity of selected naphthoquinones on prostatic cell cultures. The introductory part is dedicated to general characteristic of naphthoquinones with focus on their cytotoxicity, testing of cytotoxicity and mechanisms of cytotoxicity. This part is followed by chapters about cytotoxicity, characteristics and biological activities of selected naphthoquinones; plumbagin and naphthazarin. The last part of this thesis’ theoretical section speaks about fluorescence microscopy and its use in research of naphthoquinones cytotoxicity. The practical part is dedicated to evaluation of cytotoxical tests’ results and to analysation of pictures of cells obtained by fluorescence microscope. At the end of thesis, all finding are summarized and put in the context.
|
guest ::
