velikost textu

Využití kometového testu při měření integrity DNA v klinice a aplikovaném výzkumu

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:
Využití kometového testu při měření integrity DNA v klinice a aplikovaném výzkumu
Název v angličtině:
The use of comet assay for measurement of DNA integrity in clinical and applied research
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Jana Bagryantseva, Ph.D.
Školitel:
RNDr. Božena Novotná, CSc., Ph.D.
Oponenti:
prof. MVDr. Jiří Rubeš, Ph.D.
prof. RNDr. Rudolf Štětina, CSc.
Id práce:
84198
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
Program studia:
Molekulární a buněčná biologie, genetika a virologie (P1519)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
22. 9. 2015
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
Abstrakt Jednobuněčná gelová elektroforéza neboli kometový test je metoda umožňující detekovat poškození DNA a v kombinaci s enzymy excisní opravy odhaluje i oxidační poškození DNA. V první části práce byla pomocí této metody analyzována inefektivní krvetvorba u pacientů s méně pokročilými subtypy MDS. Refrakterní anémie (RA) vykazovaly oproti kontrolám vyšší instabilitu DNA v buňkách kostní dřeně (k.d.) a rozsah fragmentace DNA koreloval s periferní cytopénií. U pacientů s RA s věnečkovými sideroblasty (RARS) však takový vztah prokázán nebyl, i když hladiny zlomů v DNA výrazně převyšovaly i hodnoty detekované u RA. Obě skupiny pacientů měly také v k.d. vysoké hladiny oxidačního poškození DNA, jeho rozsah však nekorespondoval ani s hladinami sérového ferritinu, ani s cytopénií či přidruženým zánětlivým onemocněním. Tyto výsledky naznačily, že oxidační poškození DNA sice není hlavní příčinou rozsáhlé apoptózy buněk v k.d. pacientů s MDS, nepochybně však přispívá k instabilitě genomu a progresi onemocnění. V další části práce byl kometový test využit při analýze vlivu znečištěného ovzduší a genetických polymorfismů na poškození DNA, lipidů a proteinů řidičů městských autobusů a zaměstnanců garáží. Obě skupiny měly zvýšené hladiny DNA-SB a oxidačního poškození proteinů oproti kontrolám, zvýšená peroxidace lipidů byla zaznamenána pouze u řidičů. Výskyt oxidovaných bází v DNA koreloval s expozicí benzénu. Přítomnost alespoň jedné mutantní alely hOGG1 (Cys) v genotypu zvyšovala riziko oxidačního poškození DNA, zatímco homozygoti s XPD23 (Gln/Gln) byli v porovnání s nositeli standardní alely náchylnější k indukci DNA-SB. Jako hlavní příčina zvýšené oxidace proteinů a lipidů byly identifikovány karcinogenní polycyklické aromatické uhlovodíky (k-PAU). Riziko oxidačního poškození lipidů nepříznivě ovlivňoval vyšší věk a zvýšené hladiny LDL cholesterolu, zatímco vysoké hladiny vitamínu C měly protektivní efekt. V poslední části práce byly studovány biologické účinky různých supeparamagnetických nanočástic oxidů železa na lidské kmenové buňky k.d. získané od dvou dárců. Všechny typy nanočástic bez ohledu na jejich povrchovou úpravu indukovaly v buňkách poškození DNA a dlouhodobý oxidační stres, a to i v případech, kdy klasické testy na viabilitu a buněčnou smrt nenaznačovaly žádné škodlivé účinky. Absence akutních toxických účinků tak nezaručuje bezpečnost testovaných nanočástic pro biomedicínské aplikace.
Abstract v angličtině:
Abstract Single cell gel electrophoresis or comet assay combined with enzymes of excision repair is a method for measuring DNA strand breaks and oxidative damage. Using this approach we analysed ineffective hematopoiesis in patients with low-risk MDS. Refractory anemia (RA) exhibited a higher DNA instability in bone marrow cells when compared to controls and the extent of DNA fragmentation correlated with cytopenia. No similar relationship was observed in RA with ring sideroblasts (RARS), although the levels of DNA breaks markedly exceeded even the values detected in RA. Both groups of patients also showed high levels of oxidative damage to DNA. However, there was no clear relationship to the levels of serum ferritin, cytopenia or associated inflammation. This suggested that the oxidative DNA damage per se is not responsible for extensive apoptosis in low-risk MDS. In any case, it undoubtedly contributes to genome instability and disease progression. The second part of thesis was aimed to the impact of air pollution and genetic polymorphisms on oxidative damage to DNA, lipids and proteins of city bus drivers and garagemen. Both groups exhibited a higher level of DNA breaks and oxidative damage to proteins than the controls, while an increased level of lipid peroxidation was detected only in bus drivers. The incidence of oxidized DNA lesions correlated with exposure to benzene. The carriers of at least one variant hOGG1 (Cys) allele tended to higher DNA oxidative damage than those with the wild genotype, while XPD23 (Gln/Gln) homozygotes were more susceptible to the induction of DNA strand breaks. Oxidative damage to lipids and proteins was associated with exposure to carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons. Advanced age and high levels of LDL cholesterol increased the risk of lipid peroxidation while the high levels of vitamin C had protective effect. In the last part of thesis, the biological effects of several superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) were tested using human bone marrow stem cells from two donors. Regardless of their surface coating, all types of SPIONs induced high levels of DNA damage and long term oxidative stress in cells from both donors. In contrast, the standard tests on cell viability and cell death demonstrated harmful effects of nanoparticles only in cells from one donor. Hence, the absence of acute toxic effects does not warrant the safety of nanoparticles for biomedical applications.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Jana Bagryantseva, Ph.D. 860 kB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Jana Bagryantseva, Ph.D. 232 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Jana Bagryantseva, Ph.D. 165 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Jana Bagryantseva, Ph.D. 673 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. MVDr. Jiří Rubeš, Ph.D. 1.07 MB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Rudolf Štětina, CSc. 139 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 662 kB