velikost textu

Screening nových látek chelatujících železo/měď - in vivo a in vitro studie

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:
Screening nových látek chelatujících železo/měď - in vivo a in vitro studie
Název v angličtině:
Screening of New Iron - and Copper - Chelating Substances - in vivo and in vitro Studies
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Michal Říha
Školitel:
PharmDr. Přemysl Mladěnka, Ph.D.
Oponenti:
prof. RNDr. Jiří Patočka, DrSc.
Doc. PharmDr. Lenka Tůmová, CSc.
Konzultant:
Prof.MUDr. Radomír Hrdina, CSc.
Id práce:
116671
Fakulta:
Farmaceutická fakulta v Hradci Králové (FaF)
Pracoviště:
Katedra farmakologie a toxikologie (16-16170)
Program studia:
Farmacie (P5206)
Obor studia:
Farmakologie a toxikologie (DFX4)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
4. 9. 2015
Výsledek obhajoby:
prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
Abstrakt Univerzita Karlova v Praze, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra farmakologie a toxikologie Kandidát: Mgr. Michal Říha Školitel: doc. PharmDr. Přemysl Mladěnka, Ph.D. Konzultant: prof. MUDr. Radomír Hrdina, CSc. Název disertační práce: Screening nových látek chelatujících železo/měď – in vivo a in vitro studie Železo a měď jsou esenciální stopové prvky, jež hrají roli v řadě fyziologických procesů v lidském organismu. Homeostáza těchto přechodných kovů je pečlivě regulována, neboť volné či labilně vázané železo nebo měď katalyzují tvorbu volných radikálů. Hereditární hemochromatóza, transfuzní hemosideróza a Wilsonova choroba představují stavy spojené s absolutním nadbytkem železa a mědi v organismu. Pro jejich léčbu mají zásadní význam chelátory těchto kovů. Existuje však několik dalších onemocnění, u nichž je dokumentováno zapojení železa a/nebo mědi do patofyziologie. Jedná se především o neurodegenerativní onemocnění, kardiovaskulární choroby, nádorová onemocnění či diabetes mellitus. V těchto potenciálních indikacích jsou zkoumány nejrůznější látky s chelatačními schopnostmi. Cílem této disertační práce bylo provést screening látek chelatujících železo a měď a detailněji studovat vlastnosti těchto látek v in vitro a in vivo experimentech. V rámci in vitro studií byly zkoumány chelatační vlastnosti syntetických i přírodních látek vůči mědi, pomocí vyvinuté spektrofotometrické metodiky využívající bathokuproindisulfonát nebo hematoxylin. Ukázalo se, že klinicky používaný chelátor mědi D-penicilamin je oproti jiným látkám poměrně slabým chelátorem mědi s výraznými redukčními vlastnostmi. Řada flavonoidů vykázala schopnost vázat měď, silnými chelátory však byly především 3-hydroxyflavon, kempferol a baikalein. V návaznosti na přechozí výzkum skupiny byly také detailněji sledovány schopnosti redukovat železo a vliv na železem katalyzovanou Fentonovu reakci u flavonoidů. Tyto látky byly schopné redukovat ionty železa pouze v kyselém prostředí, přičemž prooxidační aktivita byla zjištěna zejména ve skupině flavonolů. Pro plnou charakterizaci interakcí nových nebo známých chelátorů byl vyvinut nový přístup ke stanovení stechiometrie komplexu přechodný kov-chelátor využívající matematických výpočtů. V porovnání se standardní Jobovou metodou se jeví jako výhodný zejména v případech slabších chelátorů. V rámci in vivo studií byla publikována práce s perorální sedmidenní premedikací kvercetinem u potkanů. Tento přístup nebyl schopen ochránit kardiovaskulární systém před akutním poškozením katecholaminy. Kvercetin však ovlivnil některé hemodynamické parametry a v kontrolní skupině snížil odpověď aorty na vazokonstrikční podnět. Další práce s D-penicilaminem na stejné téma je v současné době ve fázi přípravy publikace a analogická studie s rutinem v recenzním řízení. Závěrem lze shrnout, že celá paleta látek byla testována pro chelatační účinky mědi. Studovány byly rovněž další důležité vlastnosti chelátorů, jako je redukční a prooxidační aktivita či stechiometrie komplexu. Vyvinuté in vitro metody mohou navíc podpořit další výzkum v této oblasti. Účinné chelátory byly nalezeny ve skupině flavonoidů, ty však vykazují složité interakce s oběma kovy. Takovým příkladem je i kvercetin, jenž nebyl in vivo schopen zabránit komplexnímu kardiotoxickému působení katecholaminů a v in vitro studii působil v některých koncentracích prooxidačně.
Abstract v angličtině:
Abstract Charles University in Prague, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmacology and Toxicology Candidate: Michal Říha, MSc. First Supervisor: Assoc. Prof. Přemysl Mladěnka, Ph.D. Second Supervisor: Prof. Radomír Hrdina, M.D., Ph.D. Title of Doctoral Thesis: Screening of new iron- and copper-chelating substances – in vivo and in vitro studies Iron and copper are essential trace elements which play a role in a series of physiological processes in human organism. Homeostasis of these transition metals is meticulously regulated since free or loosely bound iron and copper can catalyse the production of free radicals. Hereditary hemochromatosis, transfusion hemosiderosis and Wilson´s disease are associated with absolute iron and copper overload in the organism. Transition metal chelators have crucial significance for the treatment of these states. There are several other diseases with documented involvement of iron and/or copper in their pathophysiology. Examples are primarily neurodegenerative diseases, cardio- vascular diseases, tumours and diabetes mellitus. Various chelating compounds are examined in these possible indications. The aim of this doctoral thesis was to perform a screening of iron- and copper- chelating substances and to study their properties in detail using in vitro and in vivo experiments. Copper-chelating properties of synthetic as well as natural substances were investigated in vitro, by a developed spectrophotometric method using bathocuproinedisulphonate or hematoxylin. In contrast to other compounds, the clinically used copper chelator D-penicillamine was shown as a relatively weak copper-chelator, which possesses marked reducing properties. Many flavonoids were able to bind copper; however, potent chelators were especially 3-hydroxyflavone, kaempferol and baicalein. Iron-reducing properties and influence on the iron-catalysed Fenton reaction were also investigated in a series of flavonoids. These compounds reduced ferric ions only under acidic conditions and pro-oxidant activity was found particularly in flavonols. Novel approach aimed at the determination of transition metal-chelator complex stoichiometry based on mathematical calculations was developed. In comparison with the standard Job´s method, the approach appeared to be advantageous especially in the cases of moderately active chelators. An in vivo study concerning oral administration of quercetin for seven days in rats has been published. This approach was unable to protect cardiovascular system against acute catecholamine cardiotoxicity. However, quercetin affected some haemodynamic parameters and decreased the responsiveness of aorta to vasoconstriction in control group. Other data concerning the effect of D-penicillamine are currently being prepared for publication and a similar experiment with rutin is in a peer-review process. In conclusion, a spectrum of substances was tested for copper-chelating effects. Other important properties of chelators were investigated, such as reducing and pro- oxidant activities or the complex stoichiometry. Moreover, the developed in vitro methods may promote research in this field. Potent chelators were observed among flavonoids which showed numerous interactions with both metals. Quercetin represents such an example. It was unable to protect against complex catecholamine cardiotoxic effects and it was even pro-oxidant in some concentrations in an in vitro study.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Michal Říha 31.43 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Michal Říha 156 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Michal Říha 154 kB
Stáhnout Posudek vedoucího PharmDr. Přemysl Mladěnka, Ph.D. 267 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Jiří Patočka, DrSc. 861 kB
Stáhnout Posudek oponenta Doc. PharmDr. Lenka Tůmová, CSc. 689 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 640 kB