velikost textu

Novel hybrid polysaccharide-based polymers for biomedicine

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:
Novel hybrid polysaccharide-based polymers for biomedicine
Název v češtině:
Nové hybridní polymerní materiály na bázi polysacharidů využitelné v biomedicíně
Typ:
Disertační práce
Autor:
Bc. Lenka Loukotová
Školitel:
Mgr. Martin Hrubý, Ph.D.
Oponenti:
Ing. Zdeňka Sedláková, CSc.
doc. RNDr. Pavla Poučková, CSc.
Id práce:
155565
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
Program studia:
Makromolekulární chemie (P1405)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
18. 12. 2018
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
β-glukan, κ-karagenan, poly(2-alkyl-2-oxazolin), multimodální léčba rakoviny, imunoterapie, radioterapie
Klíčová slova v angličtině:
β-glucan, κ-carrageenan, poly(2-alkyl-2-oxazoline), multimodal cancer therapy, immunotherapy, radiotherapy
Abstrakt:
Abstrakt Tato disertační práce je zaměřena na syntézu a charakterizaci nových hybridních polymerních materiálů využitelných pro biomedicínální aplikace, konkrétně pro koncepčně novou bimodální léčbu rakoviny – imunoradioterapii. Pro tento účel byly vybrány polysacharidy β-glukan z Auricularia auricula-judae a κ-karagenan z Kappaphycus alvarezii, vykazující imunostimulační a protirakovinné účinky, přičemž tyto polymery byly následně roubovány termoresponzivním poly(2-izopropyl-2-oxazolin-co-2-butyl-2-oxazolin)em (POX) (s různými délkami a hustotami graftů), který způsobuje tzv. dolní kritickou rozpouštěcí teplotu roztoku. Termoresponzivní chování výsledných polymerů bylo následně studováno pomocí teplotně závislých měření rozptylu světla, fluorescence a také nukleární magnetické rezonance, přičemž pro zamýšlenou aplikaci byl vybrán polymer s nejvhodnějšími termoresponzivními vlastnostmi, schopný po intratumorální injekci polymerního roztoku vytvořit v místě vpichu polymerní depo. Vybraný polymer β-glukan-graft-POX s délkou graftů 2500 Da byl poté modifikován tak, aby na konci jednotlivých graftů byla skupina 1,4,7,10- tetraazacyklododekan-1,4,7,10-tetraoctová kyselina nebo fluorescenční barvivo Dyomics-615. Imunostimulační vlastnosti a rychlost endocytózy takto modifikovaného polymeru byly testovány in vitro. Poté byl vybraný polymer označen radioaktivním ytriem-90(III) a použit v in vivo experimentu, zkoumajícím protinádorovou účinnost. Tento experiment demonstroval neobyčejný úspěch léčby pomocí imunoradioterapie – cca 50 % myší, majících původně EL4 lymfom, bylo zcela vyléčeno. Tento vyjímečný úspěch byl pravděpodobně způsoben významným synergickým účinkem imunoradioterapeutické léčby v porovnání s léčbou pouze radioterapeutickou nebo imunoterapeutickou. Navíc, speciální pozornost v této práci je věnována polymerům κ-karagenan-graft-POX, které kromě požadovaných biologických vlastností vykazují také responzivitu na přítomnost draselných kationtů a ještě velmi zajímavé ,,schizofrenní” termoresponzivní chování ve vodných roztocích, neboť u nich byla pozorovaná dolní i horní kritická rozpouštěcí teplota roztoku. Klíčová slova: β-glukan, κ-karagenan, poly(2-alkyl-2-oxazolin), multimodální léčba rakoviny, imunoterapie, radioterapie. 1
Abstract v angličtině:
Abstract This doctoral thesis is focused on the synthesis and characterization of novel hybrid polysaccharide-based polymers applicable for biomedicine, specifically for a conceptually new bimodal cancer treatment – immunoradiotherapy. For this purpose, polysaccharides β-glucan from Auricularia auricula-judae and κ-carrageenan from Kappaphycus alvarezii, exhibiting immunostimulatory and anticancer activities, were chosen to be grafted with thermoresponsive poly(2-isopropyl-2-oxazoline-co-2-butyl-2-oxazoline)s (POXs) (with different graft lengths and grafting densities) that induced a lower critical solution temperature of the final polymers. The thermoresponsive behavior of resulting polymers was studied with temperature-dependent light scattering methods, fluorescence measurements and also nuclear magnetic spectroscopy to select a polymer material with the most suitable properties for the intended application, aiming at a polymer depot formation after the injection of a polymer solution into the body. The chosen polymer, β-glucan-graft-POX with graft length of 2500 Da, was then modified to bear 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10- tetraacetic acid and a fluorescent dye Dyomics-615 at the graft ends and tested first in vitro to investigate its immunostimulatory properties and also the cellular uptake. Subsequently, the polymer was radiolabeled with yttrium-90(III) and used in the in vivo antitumor efficiency experiment on mice with EL4 lymphoma, demonstrating an extraordinary treatment success (~ 50 % cured mice), which was probably caused by a considerable synergistic effect of using immunoradiotherapy compared to separate use of immunotherapy or radiotherapy. Furthermore, a special attention was dedicated to the characterization of κ-carrageenan-graft- POXs, which showed except for the above mentioned desired biological properties also a sensibility to the presence of potassium cations and an interesting “schizophrenic” thermoresponsive behavior with both lower and upper critical solution temperatures in aqueous environment. Keywords: β-glucan, κ-carrageenan, poly(2-alkyl-2-oxazoline), multimodal cancer therapy, immunotherapy, radiotherapy. 1
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Bc. Lenka Loukotová 16.72 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Bc. Lenka Loukotová 151 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Bc. Lenka Loukotová 137 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Bc. Lenka Loukotová 342 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Zdeňka Sedláková, CSc. 193 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Pavla Poučková, CSc. 273 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 1.02 MB