velikost textu

Biotransformace a transport xenobiotik u helmintů

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Biotransformace a transport xenobiotik u helmintů
Název v angličtině:
Biotransformation and Transport of Xenobiotics in Helminths
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Hana Bártíková, Ph.D.
Školitel:
Doc. Ing. Barbora Szotáková, Ph.D.
Oponenti:
prof. RNDr. Petr Horák, Ph.D.
RNDr. Miroslav Machala, CSc.
Id práce:
104803
Fakulta:
Farmaceutická fakulta v Hradci Králové (FaF)
Pracoviště:
Katedra biochemických věd (16-16160)
Program studia:
Biochemie (P1406)
Obor studia:
Patobiochemie a xenobiochemie (DPX4)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
17. 5. 2012
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
ABSTRAKT Univerzita Karlova v Praze, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra Katedra biochemických věd Kandidát Mgr. Hana Bártíková Školitel Doc. Ing. Barbora Szotáková, Ph.D. Název disertační práce Biotransformace a transport xenobiotik u helmintů Infekční nemoci způsobené parazitickými helminty představují závažný problém ohrožující zdraví domácích i volně žijících zvířat a ovlivňující zemědělský průmysl. Léčba helmintóz je založena na podání anthelmintik, z nichž jsou nejdůležitější benzimidazoly. Neracionální používání podobných anthelmintik však vedlo k závažnému problému - ke vzniku rezistence helmintů vůči těmto léčivům. K možným mechanismům vzniku rezistence patří změny ve farmakokinetických procesech (změny v transportu léčiva a zvýšená deaktivace léčiv), ke kterým může přispívat zvýšená aktivita biotransformačních enzymů a transportérů u helmintů. Poznání mechanismů rezistence a obranných strategií parazitů vůči léčivům je nezbytné pro zachování účinnosti současných anthelmintik a vývoj nových přístupů ke kontrole helmintóz. Ačkoli biotransformační enzymy a transportéry helmintů slouží jako obrana před negativním působením xenobiotik, doposud byly poměrně málo studovány. V mé disertační práci jsem se proto v rámci studia obranných strategií helmintů věnovala biotransformačním enzymům, přeměně a transportu vybraných anthemintických léčiv u zástupců nejdůležitějších skupin parazitických helmintů. Z třídy motolic byla testována motolice kopinatá (Dicrocoelium dendriticum), ze skupiny hlístic jsme se zabývali vlasovkou slézovou (Haemonchus contortus) a tasemnice potkaní (Hymenolepis diminuta) sloužila jako modelový organismus pro studium tasemnic. K dosažení stanovených cílů jsme prováděli in vitro (subcelulární frakce z homogenátu těl parazitů) a ex vivo (živí paraziti kultivovaní s živným médiem) experimenty. Aktivity redukčních enzymů, které u parazitů hrají důležitou roli, byly stanoveny pomocí modelových substrátů. K anthelmintickým léčivům, která jsou u helmintů metabolizována cestou redukce, patří mebendazol (MBZ) a flubendazol (FLU). Ačkoli oxidační enzymy nebyly u helmintů považovány za důležité, získané výsledky potvrzují existenci metabolismu léčiv cestou oxidace i u těchto organismů. Z testovaných anthelmintik podléhá oxidaci albendazol (ABZ), a to u D. dendriticum a H. contortus, nikoli však u H. diminuta. Na biotransformaci anthelmintik se mohou podílet i enzymy, které hrají roli především v obraně parazitů před oxidačním stresem způsobeným některými léčivy či imunitním systémem hostitele. Z této skupiny enzymů byla u všech třech parazitů nalezena aktivita superoxiddismutasy, katalasy a peroxidasy. Schopnost methylace (D. dendriticum, H. diminuta) a konjugace s glukózou (H. contortus) přináší první důkazy o tom, že i helminti využívají konjugaci léčiv s endogenními substráty k jejich deaktivaci. Srovnání citlivých a rezistentních kmenů H. contortus odhalilo větší tvorbu metabolitů léčiva FLU u rezistentních jedinců. To naznačuje, že zvýšená aktivita biotransformačních enzymů se u tohoto parazita může podílet na vzniku rezistence. Transportní studie potvrdily důležitost pasivní difúze při transportu léčiv do těla i z těla parazitů a v případě D. dendriticum poukázaly rovněž na účast aktivního transportu ABZ a jeho sulfoxidu. Získané výsledky přispěly k poznání obranných strategií helmitů a dokazují, že všichni testovaní parazité mají schopnost aktivně přeměňovat strukturu anthelmintik a dalších xenobiotik. Tyto způsoby ochrany před toxickým působením cizorodých látek mohou přispívat ke vzniku rezistence parazitů. Znalost biotransformace a transportu léčiv u helmintů tedy může vést ke zlepšení farmakoterapie helmintóz.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT Charles University in Prague, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Department of Biochemical Sciences Candidate Mgr. Hana Bártíková Supervisor Doc. Ing. Barbora Szotáková, Ph.D. Title of Doctoral Thesis Biotransformation and transport of xenobiotics in helminths Infectious diseases caused by parasitic helminths are a major problem threatening health of domestic and wild animals and affecting agricultural industry worldwide. Treatment of helminthoses is based on administration of anthelmintic drugs, with benzimidazoles being the most important group. Unfortunately, the irrational use of similar anthelmintics has led to the development of drug resistance in helminths, thus causing a serious problem in the veterinary practice. Possible mechanisms of drug resistance development include changes of pharmacokinetic processes (changes in drug transport or increased drug deactivation), which are based on an increased activity of biotransformation enzymes and transporters in helminths. Understanding the mechanisms of drug resistance and defence strategies of parasites against drugs can prolong the efficacy of current anthelmintics and help to find new strategies for the control of helminthoses. Although drug metabolizing enzymes and transporters of helminths serve as an efficient defence against the negative action of xenobiotics, they have been relatively little investigated so far. Therefore, the aim of my doctoral thesis was to study the defence strategies of helminths, namely biotransformation enzymes, metabolic faith and transport of selected anthelmintic drugs, in the representatives of the main groups of parasitic helminths. From the class of flukes, we tested Dicrocoelium dendriticum. Haemonchus contortus was studied as a representative of group Nematoda and Hymenolepis diminuta served as a model organism of tapeworms. To achieve our goals, we performed in vitro (subcellular fractions of homogenate from parasites' bodies) and ex vivo (living parasites cultivated with medium) experiments. Activities of reduction enzymes, which play important role in parasites, were assayed towards model substrates. Anthelmintic drugs metabolized via carbonyl reduction in all examined species are represented by mebendazole (MBZ) and flubendazole (FLU). Although drug oxidation enzymes have not been considered to be important in helminths, obtained results in our experiments have confirmed the existence of an oxidative drug metabolism in these organisms. From the anthelmintics tested, albendazole (ABZ) undergoes sulphoxidation in D. dendriticum and H. contortus, but not in H. diminuta. Some helminths' oxidation enzymes, which play the significant role in defence against oxidative stress induced by redox-cycling drugs or host immune system, may contribute to the biotransformation of the drugs. From these enzymes, superoxide dismutase, catalase and peroxidase showed activity in all parasites. The ability to form methyl derivatives (D. dendriticum, H. diminuta) and glucose conjugates (H. contortus) have brought the first evidence that even helminths conjugate drugs with endogenous substrate in order to deactivate them. Comparison of sensitive and resistant isolates of H. contortus revealed higher formation of FLU metabolites in resistant individuals. It suggests that higher activity of biotransformation enzymes can contribute to the drug resistance development in this helminth species. Transport studies have confirmed a key role of passive diffusion in the transport of drugs in helminths. In the case of D. dendriticum the results indicated also the participation of active transport of ABZ and its sulphoxide. The obtained results expand the knowledge of defence strategies in helminths and prove that all tested helminths are able to effectively transform the structure of the drugs and other xenobiotics. By this way, parasites may be protected against toxic effects of drugs and it can contribute to the drug resistance in parasites. Therefore, the knowledge of drug biotransformation and transport in parasitic helminths may improve the pharmacotherapy of helminthoses in target species.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Hana Bártíková, Ph.D. 1.4 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Hana Bártíková, Ph.D. 117 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Hana Bártíková, Ph.D. 115 kB
Stáhnout Posudek vedoucího Doc. Ing. Barbora Szotáková, Ph.D. 185 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Petr Horák, Ph.D. 34 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Miroslav Machala, CSc. 136 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby Prof. Ing. Vladimír Wsól, Ph.D. 122 kB