Projekt se bude zabývat úlohou metabolismu lipidů a feroptózy v nádorové rezistenci, neboť se ukazuje, že metabolismus lipidů hraje důležitou úlohu v karcinogenezi a mohou se podílet na rezistenci k léčbě. Na druhé straně, oxidace lipidů může vest k akumulaci toxických peroxide, které vyústí v indukci specifického typu buněčné smrti nazývané “feroptóza.” Navození tohoto typu buněčné smrti by mohlo být využito pro potenciální léčbu rakoviny. Hlavním cílem projektu je popsání úlohy lipidů v nádorové rezistenci, se zacílením na kardiolipin a jeho metabolismus. Detailní role kardiolipinu v kontextu nádorové rezistence zatím nebyla příliš popsána. Kardiolipin je lipid vyskytující se převážně v mitochondriích, který umožňuje správné a účelné poskládání dýchacích “superkomplexů”, což vede k optimální funkci OXPHOS systému v mitochondriích. Nedávné výzkumy ukázaly, že mitochondriální funkce jsou regulovány nejen množstvím tohoto lipidu, ale také složením jeho acylových skupin a stupněm jejich oxidace, což zásadním způsobem ovliňuje biologickou aktivitu tohoto lipidu. Úloha jednotlivých experimentálních cílů, které modulují produkci a kvalitu kardiolipinu, bude testována pomocí jejich zvýšená produkce anebo naopak jejich ztrátou vytvořenou pomocí metodiky CRISPR/Cas. Takto vytvořené geneticky modifikované buněčné linie pak budou sledovány pomocí zobrazování živých buněk za pomoci zařízení Etaluma 720, které umožňuje simultánní sledování živých a mrtvých buněk. Dále budeme sledovat vliv těchto modifikací na rezistenci k navození buněčné smrti. Dále budeme také testovat citlivost rezistentních buněk na navození feroptózy. Hlavním modelem, který budeme pro tento projekt využívat je model rezistence nádorových buněk prsu k tamoxifenu a to díky jeho klinické závažnosti a rutinnímu používání v laboratoři.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
The project will address the role of lipid metabolism and ferroptosis in cancer resistance as it has become evident that lipid metabolism plays an important role in the process of carcinogenesis and could also participate in the resistance to treatment. On the other hand, oxidation of lipids can result in generation of toxic peroxides that lead to a specific type of cell death termed “ferroptosis” that could potentially be used for cancer therapy. A primary aim of the project is to outline the role of lipids in cancer resistance with main focus on cardiolipin and its metabolism. Cardiolipin is a specific mitochondrial lipid that enables proper assembly of the respiratory supercomplexes, thus leading to efficient functioning of the OXPHOS inside mitochondria. Recently, it has been shown that the mitochondrial functions are not only regulated by the quantity of this lipid, but also by its quality and the composition of its acyl chains and their oxidation, which greatly affects its biological activity. However, the exact role of cardiolipin in the context of cancer resistance has not been described in detail. The effect of experimental targets that affect cardiolipin synthesis and quality in cancer cells will be tested by gain of function (overexpression) and loss of function (knock-out, CRISPR/Cas system) studies. Genetically modified cell lines will then be tested by live cell imaging using Etaluma720 enabling simultaneous determination of viable and dead cells in real time. Furthermore, we will assess the impact of such modifications on resistance of these cell lines to cell death induction. Similarly, the sensitivity of resistant cells to ferroptosis induction will be studied. The experimental model that will primarily be explored is the model of tamoxifen resistant breast cancer cells due to its high clinical relevance and the fact that it is routinely used in the laboratory.
- zadáno vedoucím/školitelem