velikost textu

Study of the variations in the expression of different adhesion and cytoskeletal proteins of podocytes (E-Cadherin, Podocin, Vimentin) due to Bisphenol A

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:
Study of the variations in the expression of different adhesion and cytoskeletal proteins of podocytes (E-Cadherin, Podocin, Vimentin) due to Bisphenol A
Název v češtině:
Studie změn v expresi různých adhezivních a cytoskeletálních proteinů podocytů (E-kadherin, Podocin, Vimentin) v důsledku Bisfenolu A
Typ:
Rigorózní práce
Autor:
Mgr. Zuzana Chvojanová
Vedoucí:
PharmDr. Miroslav Kovařík, Ph.D.
Oponent:
RNDr. Ivana Němečková, Ph.D.
Id práce:
221307
Fakulta:
Farmaceutická fakulta v Hradci Králové (FaF)
Pracoviště:
Katedra biologických a lékařských věd (16-16150)
Program studia:
Farmacie (M5206)
Obor studia:
Farmacie (FAR)
Přidělovaný titul:
PharmDr.
Datum obhajoby:
21. 2. 2020
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
bisfenol A, ledviny, podocyt, E-cadherin, podocin, vimentin, exprese proteinů, diabetes mellitus, diabetická nefropatie
Klíčová slova v angličtině:
bisphenol A, kidney, podocyte, E-cadherin, podocin, vimentin, protein expression, diabetes mellitus, diabetic nephropathy
Abstrakt:
ABSTRAKT Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové, Katedra biologických a lékařských věd The University of Alcalá, Faculty of Medicine, Department of biomedicine and biotechnology Student: Zuzana Chvojanová Školitel: PharmDr. Miroslav Kovařík, Ph.D. Konzultant: María Isabel Arenas Jimenéz Název diplomové práce: Studie změn v expresi různých adhezivních a cytoskeletálních proteinů podocytů (E-kadherin, Podocin, Vimentin) v důsledku Bisfenolu A Bisfenol A (BPA) patří mezi nejrozšířenějsí sloučeniny na světě, jehož produkce činí ročně vice než 6 miliard tun. Je široce používaný jako součást polykarbonátových plastů a epoxidových pryskyřic, z nichž jsou vyráběny znovu použitelné plastové lahve, potravinové boxy a některé lékařské vybavení. Také se používá k potažení vnitřní vrstvy plechovek. V dříve provedených studiích bylo zjištěno, že BPA v lidském organismu přispívá ke vzniku mnoha chronických onemocnění jako například onemocnění ledvin – diabetická nefropatie. Podocyty – terminálně diferenciované buňky Bowmanova pouzdra glomerulu – jsou nedílnou součástí filtrační bariéry, kde hrají důležitou roli v zabránění průniku plasmatických proteinů do moči. Proto jsme se v této studii zaměřili na efekt BPA právě na tyto buňky a jejich konkrétní proteiny, a to pomocí in vivo a in vitro metod. Nejdříve jsme pomocí imunohistochemické metody (IHC), prokázali negativní efekt 100 nM BPA na myší ledviny. To se projevilo zejména rozšířením distálních a proximálních stočených tubulů glomerulu a Bowmanova pouzdra. U vzorků s navozeným diabetem mellitem se mimo zmíněné projevy objevila i výrazná mesangiální expanze. Pomocí IHC jsme pozorovali i sníženou hustotu podocytů v glomerulu, k poklesu došlo i v ohledu na jejich velikost a funkci, což vedlo k hypertrofickému stresu podocytů a ke glomerulárnímu kolapsu. Díky předešlé studii laboratoře R.Bosch zabývající se toxicitou BPA na myší podocyty, byla prokázána jasná souvislost mezi expozicí BPA a proteinurií u myší. Proto jsme se v této studii zabývali efektem BPA na lidské podocyty a to formou zkoumání toxicity BPA na jednotlivé proteiny těchto buněk. Zabývali jsme se konkrétně E-kadherinem, což je adhezivní typ proteinu, jehož funkcí je zejména zajištění integrity a polarity renálních epiteliálních buněk. Pokles exprese tohoto proteinu vyvolala expozice BPA ve všech použitých koncentracích (1 nM, 10 nM, 100 nM), které byly použity v metodě Western Blot (WB). Pokles E-kadherinu se projevil i při použití imunocytochemické (ICC) a IHC metody. Nedostatek E-kadherinu je signálem epiteliálního a mezenchymálního přechodu, což je proces, při kterém buňky ztrácejí kontakt buňka-buňka a delaminují z epitelu. V důsledku toho je narušena adheze buněk. Dalším zkoumaným proteinem byl Podocin, což je cytoskeletární typ proteinu, specifický pro zralé podocyty, lokalizovaný ve štěrbinové membraně. Jeho funkcí je regulace glomerulární permeability. I v tomto případě byl trend poklesu exprese proteinů prokázán ve všech již výše zmíněných koncentracích BPA použitých při WB. I v ICC metodě se ukázal výrazný pokles Podocinu díky působení 100 nM BPA na podocyty. Nedostatek tohoto proteinu má za následek sníženou funkci podocytů, což vede ke zvýšené proteinurii. Posledním zkoumaným proteinem byl Vimentin zastupující skupinu cytoskeletárních proteinů vyskytujících se ve všech eukaryotických buňkách s mesenchymálním původem. Funkce tohoto proteinu spočívá zejména v udržení stability a tvaru podocytu. I v tomto případě se toxicita BPA projevila poklesem hladin Vimentinu v buňce. K největšímu poklesu došlo při expozi 100 nM BPA. Nedostatkem tohoto proteinu se narušuje již zmíněná stabilita buněk včetně jejich tvaru. Všechny naměřené výsledky potvrzují původní předpoklad škodlivého účinku BPA na lidské podocyty. Ne všechny tyto výsledky byly staticky významné, ale trend klesajících hodnot byl u všech proteinů viditelný.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT Charles University, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové, Department of Biological and Medical Sciences The University of Alcalá, Faculty of Medicine, Department of biomedicine and biotechnology Student: Zuzana Chvojanová Supervisor: PharmDr. Miroslav Kovařík, Ph.D. Consultant: María Isabel Arenas Jimenéz Title of the diploma thesis: Study of the variations in the expression of different adhesion and cytoskeletal proteins of podocytes (E-Cadherin, Podocin, Vimentin) due to Bisphenol A Bisphenol A (BPA) is one of the most widespread compounds in the world, producing over 6 billion metric tons per year. It is widely used as part of polycarbonate plastics and epoxy resins, from which reusable plastic bottles, food boxes and some medical equipment are made. It is also used to coat the inner layer of the cans. Previous studies have shown that BPA contributes to many chronic diseases in the human body, such as kidney disease - diabetic nephropathy. Podocytes - terminally differentiated cells of the Bowman's capsule in glomerulus - are an integral part of the filtration barrier, where they play an important role in preventing the plasmatic proteins from penetrating to the urine. Therefore, in this study, we looked at the effect of BPA on these cells and their particular proteins, using both in vivo and in vitro methods. First, we demonstrated the harmful effect of BPA 100 nM on mice kidneys by immunohistochemistry (IHC) method. This was manifested mainly by the enlargement of the distal and proximal convoluted tubules of the glomerulus and Bowman's capsule. In the samples with induced diabetes mellitus, besides the above-mentioned manifestations, a significant mesangial expansion occurred. Using IHC, we also observed a decreased density of podocytes in the glomerulus, and decrease in their size and function, resulting in hypertrophic stress of the podocytes and glomerular collapse. A previous study by R. Bosch’s laboratory dealing with BPA toxicity to the mice podocytes has shown a clear association between BPA exposure and proteinuria in mice. Therefore, we investigated the effect of BPA on human podocytes by examining the toxicity of BPA on individual proteins of these cells. In particular, we dealt with E- Cadherin, an adhesive type of protein whose function is primarily to ensure the integrity and polarity of renal epithelial cells. The decrease in protein expression was induced by BPA exposure at all used concentrations (1 nM, 10 nM, 100 nM) in the Western Blot (WB) method. The decrease of E-Cadherin was also manifested in immunocytochemical (ICC) and IHC methods. E-cadherin deficiency is a signal of epithelial and mesenchymal transition, a process in which cells lose cell-cell contact and delaminate from the epithelium. As a result, cell adhesion is impaired. Another protein of interest was Podocin, a cytoskeletal type protein specific for mature podocytes, located in the slit diaphragms. Its function is to regulate the glomerular permeability. In this case, the trend of decreasing protein expression was demonstrated at all of the above-mentioned BPA concentrations used in WB. The ICC method showed a significant decrease of Podocin due to BPA 100 nM treatment on the podocytes. The lack of this protein results in decreased function of podocytes, leading to increased proteinuria. The last studied protein was Vimentin, representing the group of cytoskeletal proteins found in all eukaryotic cells with the mesenchymal origin. The function of this protein is mainly to maintain the stability and shape of the podocyte. Here again, BPA toxicity was manifested by a decrease in Vimentin levels in the cells. The greatest decrease occurred with BPA exposure of 100 nM. The lack of this protein disrupts the already mentioned cell stability, including their shape. All the measured results confirm the original assumption of a harmful effect of BPA onto human podocytes. Not all of these results were statically significant, but the trend of decreasing values for all proteins was visible.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Zuzana Chvojanová 4.4 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Zuzana Chvojanová 39 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Zuzana Chvojanová 40 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Ivana Němečková, Ph.D. 183 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 89 kB