|
|
Biocompatible protein cages for encapsulation and internatization of small interfering RNA
Mokrý, Michal ; Balvan, Jan (oponent) ; Heger, Zbyněk (vedoucí práce)
This thesis is focused on creation of apoferritin nanocarrier with encapsulated small interfering RNA marked with fluorescent dye. Main objectives are optimization of pH and amount of siRNA encapsulated into apoferritin cavity and physicochemical characteristics of created nanocarrier. First part deals with theoretical knowledge necessary for understanding concept of this thesis. Second part describes used methods and evaluated results. Created apoferritin nanocarriers were optimal in size with great hemocompatibility, but long-term stability didn’t meet our expectations.
|
|
|
In silico design and validation of conotoxin-based peptides for neuroblastoma nanotherapy
Mokrý, Michal ; Gumulec, Jaromír (oponent) ; Heger, Zbyněk (vedoucí práce)
This thesis is focused on in silico design and validation of peptides based on -MrIA conotoxin from Conus marmoreus marine snail species, and their possible use in the treatment of neuroblastoma through norepinephrine transporter targeting. Five conotoxin-based peptides were designed using molecular dynamics simulations, and their trajectories were analyzed to determine peptide properties. Two homology models of human norepinephrine transporter were prepared for further analysis of binding properties of the conotoxin-based peptides to norepinephrine transporter. Peptides were synthesized and used to coat apoferritin nanoparticles with cytotoxic agent ellipticine trapped inside apoferritin’s cavity. Created peptides and nanoparticles were analyzed to determine their physico-chemical characteristics. Furthermore, cellular uptake and cytotoxicity towards neuroblastoma and epithelial cell lines were studied. From both in silico and in vitro studies, it appears that YKL-6 peptide is the best candidate for further research.
|
|
|
Studium exprese transferinových receptorů a využití v nanomedicíně
Krausová, Kateřina ; Fohlerová, Zdenka (oponent) ; Heger,, Zbyněk (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá studiem exprese transferinového receptoru (TfR1) a jeho využitím v nanomedicíně. Během posledního desetiletí se nanotechnologie zařadily mezi centrální milníky při spojování všech vědeckých a technických disciplín. Nanoléčba již prokázala účinnost nejen u zvířecích modelů nádorových onemocnění, ale také v klinické praxi. V teoretické části je pojednáno nejen o nádorových onemocněních lidské populace, ale i o možnostech cílené dopravy nanoléčiva k nádorové tkáni, což značně snižuje jinak vážné vedlejší účinky konvenční léčby – systémovou toxicitu. V praktické části jsou optimalizovány podmínky pro studium exprese transferinového receptoru, což je protein, který ve zvýšené míře exprimují neoplastické buňky za cílem uspokojení svých vyšších metabolických potřeb. Jako optimální byly pro detekci exprese transferinového receptoru u různých buněčných linií zvoleny následující podmínky: lyzát z 50 000 buněk nanášený do jamky gelu v neredukujícím nedenaturačním pufru, 1,0 g/ml primární protilátky. Byla zjištěna různá míra exprese v závislosti na typu buněk, přičemž byly vybrány buněčné linie neuroblastomu, nádoru prostaty (riziko výskytu u každého 7. muže) a karcinomu prsu (riziko výskytu u každé 8. ženy ve vyspělých zemích). Na transferinový receptor lze navázat apoferritin, což je protein, který v těle běžně slouží pro skladování iontů železa. Uměle však lze jeho vnitřní dutinu využít pro přepravu jakékoli molekuly, v případě této bakalářské práce se jednalo o doxorubicin. Právě doxorubicin je používán pro léčbu nádorových onemocnění již více než 30 let, nicméně terapeutická dávka je limitována jeho vysokou toxicitou. Tu lze snížit enkapsulováním cytostatika do vhodného přenašeče pro cílenou dopravu pouze k nádorovým buňkám. V práci bylo potvrzeno, že využití apoferritinu jako nanotransportéru pro přenos chemoterapeutika je vhodné díky velikosti molekul 10-12 nm, která umožňuje využití efektu zvýšené permeability a retence; zároveň jim tato velikost umožňuje vyhnout se renální clearance. Vlastnosti enkapsulovaného doxorubicinu nejsou apoferritinem nijak ovlivněny a zachovává si tak svoji toxicitu pro buňky s vysokou mírou exprese TfR1 (30%inhibice růstu těchto buněk po 24 hod léčby).
|
|
|
Příprava mitotických inhibitorů ve formě nanotrasportérů
Meskařová, Veronika ; Indra, Radek (vedoucí práce) ; Hýsková, Veronika (oponent)
Rakovina patří k nejrozšířenějším onemocněním, se kterým se podle statistik setká každý třetí člověk. Jedná se o onemocnění vznikající náhlým růstem a rychlým dělením vlastních buněk. Navzdory pokroku v léčbě, není její účinnost dostatečná a rakovina tak představuje druhou nejčastější příčinu úmrtí. Navíc je léčba spojena s řadou nežádoucích účinků. V současné době se pro léčbu rakoviny využívá mimo jiné i nanomedicína, která používá nanomateriál pro transport léčiv. Vazbou léčiva do vhodného nanotransportéru lze nejen dopravit léčivo do cílového místa, ale i snížit systémovou toxicitu léčiva. Tato diplomová práce pojednává o nalezení vhodného hmotnostního poměru protinádorových léčiv, kolchicinu a docetaxelu, a nanotransportéru apoferritinu. Cílem bylo nalézt příznivé podmínky pro vysokou míru enkapsulace daných léčiv do nanotransportéru. Enkapsulace léčiv probíhala při pasivních a aktivních podmínkách, kdy aktivní enkapsulace probíhala za otevření a uzavření nanotransportéru pomocí změn pH prostředí. Pro zlepšení vázanosti léčiva do nanotransportéru byla léčiva rozpuštěna v DMSO nebo ve vodě s přídavkem HCl za účelem nabití molekul léčiva a snadnější enkapsulaci do nanotransportéru. V rámci pasivní enkapsulace byla léčiva inkubována v prostředí močoviny či bivalentních iontů kovů. Celkově lze...
|
|
|
Studium vlastností protinádorových léčiv ellipticinu, etoposidu a doxorubicinu ve formě nanočástic
Lengálová, Alžběta ; Stiborová, Marie (vedoucí práce) ; Martínková, Markéta (oponent)
Možnosti protinádorové léčby, které jsou v současné době dostupné, jsou nedostačující a vyžadují zdokonalení. Jednou ze strategií pro zlepšení protinádorové terapie je použití nanočástic. Enkapsulací léčiv do nanotransportérů dojde ke zvýšení efektivity působení léčiva na nemocnou tkáň a snížení nežádoucích vedlejších účinků. Pro posouzení možného uplatnění této technologie byly v této práci studovány dvě formy nanočástic: uhlíkové nanotrubice (multi-walled carbon nanotubes, MWCNT) a apoferritin. Zjišťováno bylo, zda jsou daná cytostatika (ellipticin, etoposid a doxorubicin) na tyto nanotransportéry vázána a jak jsou z nich uvolňována, a to zejména v závislosti na pH. Vzhledem k tomu, že pH nádorových buněk je nižší než je pH buněk zdravých, bylo by výhodné, aby byla léčiva z nanočástic uvolňována při tomto nižším pH, zatímco při pH fyziologickém by k uvolnění léčiva nedocházelo. Ze získaných výsledků vyplývá, že v případě ellipticinu skutečně při pH 5.0 dochází k jeho postupnému uvolňování z nanotrubic MWCNT i apoferritinu, zatímco při pH 7.4 je jeho interakce s nanočásticemi stabilní. Ellipticin uvolněný z nanotrubic MWCNT je aktivován mikrosomálními enzymy na reaktivní metabolity (13- hydroxyellipticin a 12-hydroxyellipticin), které tvoří adukty s DNA. Získané výsledky naznačují, že obě...
|
|
|
In silico design and validation of conotoxin-based peptides for neuroblastoma nanotherapy
Mokrý, Michal ; Gumulec, Jaromír (oponent) ; Heger, Zbyněk (vedoucí práce)
This thesis is focused on in silico design and validation of peptides based on -MrIA conotoxin from Conus marmoreus marine snail species, and their possible use in the treatment of neuroblastoma through norepinephrine transporter targeting. Five conotoxin-based peptides were designed using molecular dynamics simulations, and their trajectories were analyzed to determine peptide properties. Two homology models of human norepinephrine transporter were prepared for further analysis of binding properties of the conotoxin-based peptides to norepinephrine transporter. Peptides were synthesized and used to coat apoferritin nanoparticles with cytotoxic agent ellipticine trapped inside apoferritin’s cavity. Created peptides and nanoparticles were analyzed to determine their physico-chemical characteristics. Furthermore, cellular uptake and cytotoxicity towards neuroblastoma and epithelial cell lines were studied. From both in silico and in vitro studies, it appears that YKL-6 peptide is the best candidate for further research.
|
|
|
Studium vlastností protinádorových léčiv ellipticinu, etoposidu a doxorubicinu ve formě nanočástic
Lengálová, Alžběta
Možnosti protinádorové léčby, které jsou v současné době dostupné, jsou nedostačující a vyžadují zdokonalení. Jednou ze strategií pro zlepšení protinádorové terapie je použití nanočástic. Enkapsulací léčiv do nanotransportérů dojde ke zvýšení efektivity působení léčiva na nemocnou tkáň a snížení nežádoucích vedlejších účinků. Pro posouzení možného uplatnění této technologie byly v této práci studovány dvě formy nanočástic: uhlíkové nanotrubice (multi-walled carbon nanotubes, MWCNT) a apoferritin. Zjišťováno bylo, zda jsou daná cytostatika (ellipticin, etoposid a doxorubicin) na tyto nanotransportéry vázána a jak jsou z nich uvolňována, a to zejména v závislosti na pH. Vzhledem k tomu, že pH nádorových buněk je nižší než je pH buněk zdravých, bylo by výhodné, aby byla léčiva z nanočástic uvolňována při tomto nižším pH, zatímco při pH fyziologickém by k uvolnění léčiva nedocházelo. Ze získaných výsledků vyplývá, že v případě ellipticinu skutečně při pH 5.0 dochází k jeho postupnému uvolňování z nanotrubic MWCNT i apoferritinu, zatímco při pH 7.4 je jeho interakce s nanočásticemi stabilní. Ellipticin uvolněný z nanotrubic MWCNT je aktivován mikrosomálními enzymy na reaktivní metabolity (13- hydroxyellipticin a 12-hydroxyellipticin), které tvoří adukty s DNA. Získané výsledky naznačují, že obě...
|
|
|
Protinádorová léčiva ve formě nanočástic a mechanismy potencující jejich protinádorovou účinnost
Meskařová, Veronika ; Indra, Radek (vedoucí práce) ; Bělonožníková, Kateřina (oponent)
Onkologická onemocnění jsou jedním z častých civilizačních chorob už po staletí. V 18. století byly popsány některé druhy rakoviny a navrhnuty první léčebné postupy. V současné době se pro léčbu rakoviny využívá onkochirurgie, chemoterapie, radioterapie, imunoterapie a hormonální léčba. Zároveň je snaha nalézt nová protinádorová léčiva, která cílí selektivněji na nádorové buňky. V poslední době se začala uplatňovat i nanomedicína. Tato bakalářská práce pojednává o minimalizaci vázanosti množství cytostatika ellipticinu na povrch nanotransportéru apoferritinu a docílení vyšší efektivity enkapsulace. V rámci práce byly studovány 2 typy apoferritinů při různých hmotnostních poměrech ku ellipticinu. Bylo zjištěno, že při nalezení vhodného hmotnostního poměru obou molekul lze minimalizovat vázanost a zvýšit účinnost enkapsulace. Při práci s komerčním apoferritinem byla vyšší enkapsulace a nižší vázanost ellipticinu na povrch při hmotnostním poměru 1:10. Naopak při práci s rekombinantním apoferritinem je vyšší enkapsulace a nižší vázanost ellipticinu u menšího poměru a to 1:2,5. Klíčová slova: onkologická onemocnění, protinádorová léčiva, nanomedicína, cytostatikum, nanotransportér, ellipticin, apoferritin
|
|
|
Studium tyrosin kinasového inhibitoru vandetanibu vázaného v apoferritinu a lipozomech
Jáklová, Kateřina ; Indra, Radek (vedoucí práce) ; Hýsková, Veronika (oponent)
4 Abstrakt V rámci této diplomové práce bylo studováno protinádorové léčivo vandetanib. Vandetanib je tyrosin kinasový inhibitor působící zejména na receptory vaskulárních endoteliálních růstových faktorů (VEGFR), epidermálních růstových faktorů (EGFR) a RET protoonkogeny (REarranged during Transfection). Používá se primárně k léčbě pokročilých stádií nádorů štítné žlázy. Bohužel použití vandetanibu k léčbě je značně limitováno pro jeho toxicitu a zejména kardiotoxicitu (dochází k prodloužení QT intervalu). Jeden ze způsobů, jak tuto toxicitu minimalizovat, je využití nanočástice k transportu inhibitoru do místa působení. Jako transportní nanočástice byl použit apoferritin a liposomy. Cílem předkládané diplomové práce bylo sledování stability nanočástice apoferritinu s molekulami inhibitoru vandetanibu (ApoVan) a sledování vlivu pH na uvolňování inhibitoru z ApoVan formy. Provedenými experimenty bylo zjištěno, že ApoVan komplex je poměrně stabilní po skladování při 4 řC a - 20 řC po dobu až 8 týdnů. Bohužel při sledování vlivu pH na uvolňování inhibitoru z ApoVan se zjistilo, že se vandetanib postupně uvolňuje nejen do kyselého pH (6,5), ale i do fyziologického pH (7,4) a způsob, jakým je ApoVan připraven, na to nemá žádný vliv. Dále byl sledován rozdíl v působení samotného vandetanibu a ApoVan na buněčnou...
|
|
|
Vliv cytochromů P450 na metabolismus protinádorových léčiv vázaných v apoferritinové nanočástici
Wilhelm, Marek ; Indra, Radek (vedoucí práce) ; Ptáčková, Renata (oponent)
Nádorové onemocnění je druhou nejčastější příčinou úmrtí v České republice hned po kardiovaskulárních chorobách. Nový vědní obor - nanomedicína, ukazuje slibný potenciál v protinádorové léčbě pomocí tzv. nanotransportérů - nanočástice schopných přepravovat jiné molekuly. Cytostatika enkapsulovaná do nanotrasportérů zlepšují farmakokinetické i farmakodynamické vlastnosti léčiva. Tím mohou snížit vedlejší účinky cytostatika na zdravou tkáň. V rámci této diplomové práce byl studován apoferritin - apo-forma ferritinu, jenž se ukazuje jako slibný adept pro klinické využití v protinádorové léčbě. Studován byl vliv jaterních mikrosomů kontrolních a premedikovaných potkanů na biotransformaci cytostatika doxorubicinu ve volné formě i ve formě vázané v apoferritinové nanočástici při pH 7,4. Během biotransformace se tvořili dva různé metabolity - M1 a M2. Všechny použité mikrosomy bez ohledu na použitý induktor se podílí na metabolismus doxorubicinu volného i doxorubicinu vázaného v apoferritinu (ApoDox) podobným způsobem. Výsledky zároveň naznačují, že bez ohledu na formu použitého Dox (volný či vázaný v ApoDox) jsou jaterní mikrosomy potkana schopny jeho metabolické přeměny, a to s prakticky stejnou efektivitou. Rovněž byl studován vliv jaterních mikrosomů, cytochromů P450 rodiny 3A4 v Supersomech™ a...
|
host ::
RSS.