velikost textu

Studium mechanismu účinku protinádorových léčiv na neuroblastomy

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:
Studium mechanismu účinku protinádorových léčiv na neuroblastomy
Název v angličtině:
Study of the mechanism of anticancer drug action on neuroblastomas
Typ:
Disertační práce
Autor:
Bc. Tereza Černá
Školitel:
prof. RNDr. Marie Stiborová, DrSc.
Oponenti:
RNDr. Pavel Souček, CSc.
Mgr. Iveta Mrízová
Konzultant:
prof. MUDr. Tomáš Eckschlager, CSc.
Id práce:
156425
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra biochemie (31-250)
Program studia:
Biochemie (P1406)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
11. 9. 2018
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
apoferritin, chemoresistence, cytochromy P450, doxorubicin, ellipticin, inhibitory histondeacetylas, nádorové buněčné linie, nádor prostaty, nanočástice, neuroblastom
Klíčová slova v angličtině:
apoferritin, chemoresistance, cytochromes P450, doxorubicin, ellipticine, histone deacetylase inhibitors, cancer cell lines, prostate cancer, nanoparticles, neuroblastoma
Abstrakt:
Abstrakt Nádorová onemocnění jsou i přes veškeré pokroky v onkologické diagnostice a terapii druhou nejčastější příčinou úmrtnosti. Proto je naší snahou přispět ke zlepšení této situace. Cílem disertační práce bylo studium vlivu dvou protinádorových léčiv ellipticinu (Elli) a doxorubicinu (DOX) na vybrané nádorové i zdravé buněčné linie. Zvláštní zřetel byl kladen na rozšíření současných znalostí o metabolismu a cytostatických účincích Elli v neuroblastomových buněčných liniích. Jednalo se také o objasnění mechanismu vzniku resistence nádorových buněk vůči Elli a vysvětlení, jaký vliv na protinádorovou léčbu mohou vykazovat inhibitory histondeacetylas. V neposlední řadě bylo cílem vyvinout apoferritinový (Apo) nanotransportér, který by byl vhodný pro transport cytostatik do nádorových buněk. V disertační práci bylo zjištěno několik zásadních poznatků. Cytochrom P450 (CYP) 3A4 oxiduje Elli na metabolity, jež tvoří dva kovalentní adukty s DNA. Tvorba aduktů byla pozorována také v případě, kdy byl CYP3A4 enkapsulován do nanočásticových systému, konkrétně systémů liposomů či SupersomůTM. Množství aduktů bylo závislé na koncentraci enkapsulovaného CYP3A4. SupersomálníTM CYP3A4, ve srovnání s liposomálním CYP3A4, generuje větší množství aduktů s DNA díky přítomnost určitých typů lipidů a proteinů nebo cytochromu b5. Nanočásticové formy CYP3A4 mohou být účinné pro přenos enzymu do nádorové tkáně, kde mohou efektivně aktivovat ellipticin. Zjistili jsme, že jedním z mechanismů, které přispívající ke vzniku resistence neuroblastomových buněk vůči Elli je sekvestrace cytostatika v lysosomech těchto buněk. Elli je tak přítomný v jádrech a cytoplasmě buněk v nízkých koncentracích a jeho cytotoxické účinky jsou sníženy. Sekvestrace je závislá na expresi vakuolární (V)-ATPasy. Inhibitory V-ATPasy snižují vakuolizaci Elli v lysosomech, a tím zvyšují jeho cytostatické účinky v nádorových buňkách. Při studiu vlivu inhibitoru histondeacetylas valproátu (VPA), s cílem potencovat cytotoxické účinky Elli v neuroblastomových buněčných liniích, jsme zjistili synergistický účinek obou léčiv. Jejich synergický účinek byl patrný pouze při současném podání obou léků nebo v případě působení nejprve samotného Elli následovaného VPA. VPA zvyšuje acetylaci histonů H3 a H4, která je důležitá pro zpřístupnění DNA metabolitům ellipticinu, vedoucímu k tvorbě kovalentních aduktů s DNA, které jsou hlavním mechanismem účinku tohoto léčiva. Jako jeden z přístupů, jak redukovat nežádoucí účinky cytostatik, bylo studium použití nanočástic Apo pro cílený transport cytostatik. Apo je selektivně rozpoznán membránovými receptory SCARA5 a TfR1, jež jsou exprimovány mnoha nádorovými buňkami. Elli enkapsulací neztratí svou cytotoxickou aktivitu. Zároveň je schopen vstupovat do jader neuroblastomových buněk, kde poškozuje DNA. Naopak v nenádorových fibroblastech je Elli uvolněný z Apo sekvestrován v lysosomech a jeho cytotoxické účinky jsou tak výrazně sníženy. Povrch Apo lze navíc konjugovat protilátkami proti specifickým antigenům exprimovaným na povrchu nádorových buněk. Proto byl v práci navržen, připraven a charakterisován nanotransportér (s enkapsulovaným DOX), který byl selektivně cílený protilátkou proti specifickému prostatickému membránovému antigenu, jež je exprimován prostatickými nádorovými buňkami. Připravený nanotransportér specificky „cílil“ na testované nádorové buňky. Navíc, modifikace jeho povrchu protilátkou snížila toxické účinky DOX ve zdravých buňkách. Klíčová slova: apoferritin, chemoresistence, cytochromy P450, doxorubicin, ellipticin, inhibitory histondeacetylas, nádorové buněčné linie, nádor prostaty, nanočástice, neuroblastom
Abstract v angličtině:
Abstract Despite advances in cancer diagnosis and therapy, cancer is the second leading cause of death globally. The improvements of cancer treatment are the major challenge in this research. The aim of the thesis was studying of effects of two anticancer drugs ellipticine (Elli) and doxorubicin (DOX) on some cancer and healthy cell lines. Specific consideration was given to expand current knowledge about the metabolism and cytostatic effects of Elli in neuroblastoma cell lines. Another part of this study was focused on mechanisms contributing to the development of ellipticine-resistance in cancer cells and influence of histone deacetylase inhibitors on anticancer therapy was investigated. Moreover, the aim was to develop apoferritin (Apo) nanocarrier suitable for the active transport of cytostatics to cancer cells. Several essential data were found in this doctoral thesis. Anticancer efficiency of Elli depends on the CYP3A4-mediated metabolism in cancer. The CYP3A4 enzyme encapsulated into two nanoparticle forms, liposomes and SupersomesTM, was tested to activate ellipticine to its reactive species forming covalent DNA adducts. The formation of adducts seems to be dependent on concentrations of CYP3A4 in nanoparticle systems. A higher effectiveness of CYP3A4 in SupersomesTM than in liposomes to form ellipticine-DNA adducts was caused by the presence of all spectrum of membrane-making lipids, proteins and cytochrome b5. Nanoparticle forms of CYP3A4 seem to be suitable for delivery of the enzyme to cancer cells. The results found in this study demonstrate that sequestration of Elli into lysosomes of neuroblastoma cells is one of the mechanisms contributing to the development of Elli- resistance in these cells. This sequestration resulted in lower cytoplasmic concentrations of Elli and less nuclear accumulation and therefore also lower toxic effects to these cells. We demonstrated that this resistance is dependent on upregulation of the vacuolar (V)-ATPase. Pretreatment with V-ATPase inhibitors decreased sequestration of Elli in lysosomes and enhanced the cytotoxicity of this anticancer drug. The influence of histone deacetylase inhibitor valproate (VPA) combined with Elli on neuroblastoma cells was investigated. The synergism of their efficacy was detected only after either simultaneous exposure to these drugs or after pretreatment of cells with Elli before VPA. VPA increases the acetylation of histones H3 and H4 that is important to improve binding of Elli to DNA leading to the formation of covalent adducts with DNA which is the most important mechanism of anticancer effect of Elli. One of the approaches to decrease the adverse effects of drugs is their encapsulation inside a suitable nanocarrier, Apo, allowing for a targeted delivery to tumor tissue whereas avoiding healthy cells. Apo is selectively recognized by membrane receptors SCARA5 and TfR1, highly expressed in many cancer cells. Elli either free or released from Apo was concentrated in the nuclei of neuroblastoma cells. In fibroblasts the higher amounts of Elli were sequestrated in lysosomes that resulted in the lower cytotoxic effect of cytostatic. In addition, to enhance the nanoparticle specificity, targeting antibodies can be bind to Apo. Herein, we describe a novel approach for targeting of Apo (encapsulating DOX) to prostate cancer using antibodies against prostate specific membrane antigen that is overexpressed in prostate cancer cells. Prepared nanocarrier specifically targeted cancer cells. Modification of its surface reduced toxic effects of DOX in healthy cells. Key words: apoferritin, chemoresistance, cytochromes P450, doxorubicin, ellipticine, histone deacetylase inhibitors, cancer cell lines, prostate cancer, nanoparticles, neuroblastoma (In Czech)
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Bc. Tereza Černá 5.61 MB
Stáhnout Příloha k práci Bc. Tereza Černá 25.83 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Bc. Tereza Černá 531 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Bc. Tereza Černá 362 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Bc. Tereza Černá 2.65 MB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Pavel Souček, CSc. 47 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Iveta Mrízová 502 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 1.08 MB