Targeting mitochondrial metabolism in glioblastoma

• Název práce v češtině: Cílení na mitochondriální metabolismus u glioblastoma
• Název v anglickém jazyce: Targeting mitochondrial metabolism in glioblastoma
• Klíčová slova: mitochodnrie, respirace, metabolismus, nukleotidy, de novo dráha, Krebsův cyklus, jednouhlíkatý metabolismus, glioblastoma
• Klíčová slova anglicky: mitochondria; respiration; metabolism; nucleotides; de novo pathways; Krebs cycle; One carbon metabolism; glioblastoma
• Akademický rok vypsání: 2023/2024
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra buněčné biologie (31-151)
• Vedoucí / školitel: prof. Ing. Jiří Neužil, CSc.

Předběžná náplň práce

Proliferace nádorových buněk a tvorba nádorů vyžadují robustní buněčný metabolismus a tvorbu energie pro podporu anabolických požadavků rychle se tvořících buněk. Mitochondrie, semiautonomické a dynamické organely s esenciální funkcí v buněčné bioenergetice, slouží jako centrum katabolických a anabolických drah, které jsou nutné pro růst nádorů. Tento project se soustředí na změny v mitochondriálním metabolismu, respiraci a de novo syntézu u glioblastomů (GBM), jednoho z nejhůře léčitelných typů nádorů. Budeme se zabývat několika důležitými enzymy jako jsou dihydroorotát dehydrogenáza a glutamin syntetázy, které hrají klíčovou roli v buněčné proliferaci a jsou spojeny s růstem nádorů. Budeme realizovat jako in vivo tak in vitro experimenty za použití buněčných a myších modelů. Také využijeme ortotopické modely odvozené z pacientů (PDX). Tento projekt odhalí možnosti léčby GBM, které budou moci být využitelné i pro jiné typy nádorů. Jelikož je mitochondriální metabolismus důležitý pro de novo tvorbu pyrimidinů , bez něhož nemohou nádory růst.
Tento projekt bude realizován v Laboratoři molekulární terapie v Biotechnologickém ústavu (IBT) v centru BIOCEV. IBT je vybaven nezbytnou technologií pro experimenty v oblasti buněčné a molekulární biologie a pokročilými metodikami pro měření respirace a glykolýzy, jako jsou Oxygraph 2k a Seahorse XF96. IBT také má vynikající centra pro kvantitativní a digitální PCR včetně single cell digital PCR. Centrum BIOCEV disponuje centálními facilitami včetně Imaging Methods Core Facility (IMCF) and OMICS Proteomics and OMICS Genomics Facility, které budou využity pro realizaci experimentů. Pokusy na zvířatech budou realizovány v Czech Centre for Phenogenomics (CCP) in BIOCEVu, které disponuje vynikajícími službami a technologiemi včetně bioluminescence, MALDI-MS, prostorovou metabolomikou atd.
Projekt povede Prof. Jiří Neužil s asistencí Dr. Zobalové, která nedávno získala grant 24-10406K (GAČR ve spolupráci s the Luxembourg National Research Fund).

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Cancer cell proliferation and tumour formation require robust cellular metabolism and energy production to support the anabolic demands for fast generation of cells. Mitochondria, semiautonomous, dynamic organelles with essential function in cell bioenergetics, serve as a hub of vital catabolic and anabolic pathways, necessary for tumour growth. This project will focus on changes in mitochondrial metabolism, respiration and de novo nucleotide synthesis in glioblastoma (GBM), one of the most difficult-to-treat cancers. We will focus on several important enzymes such as dihydroorotate dehydrogenase and glutamine synthetase, which play a crucial role in cellular proliferation and have been linked to tumour formation and progression. Experiments will be performed both on in vitro and in vivo levels using cellular and mouse models. We will also use patient-derived orthotopic models (PDOXs). This project should reveal plausible targets for GBM therapy, which can be potentially used in other various types of cancer, since mitochondrial metabolism is necessary for nucleotide synthesis, which is a pre-requisite for cancer cell proliferation and tumour growth.
The project will be performed at the Laboratory of Molecular Therapy, at the Institute of Biotechnology (IBT) at the BIOCEV Research Centre. IBT is equipped with all the necessary equipment for cellular and molecular biology experiments, and with cutting edge instruments for respiration/glycolysis assays (Oxygraph O2k, Seahorse XF96). IBT also operates world-class core facilities for quantitative and digital PCR, including single cell digital PCR. Furthermore, the BIOCEV research centre has highly advanced core facilities, including the Imaging Methods Core Facility (IMCF), and OMICS Proteomics and OMICS Genomics facility, which will provide expertise and cutting edge equipment for a broad range of applications. Animal experiments will be carried out in the Czech Centre for Phenogenomics (CCP) in BIOCEV, which offers a first class expertise and service, including bioluminescence, MALDI-MS, spatial metabolomics, etc.
The project will be supervised by prof. Jiří Neužil and co-supervised by Dr. Renata Zobalová. It will be supported by the grant 24-10406K awarded to Dr. Zobalova by the Czech Science Foundation as a part of the Lead Agency programme in collaboration with the Luxembourg National Research Fund.