velikost textu

Effect of selected pollutants on mammalian organisms in vivo and cells in vitro and preparation of specific monoclonal antibodies for their detection

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:
Effect of selected pollutants on mammalian organisms in vivo and cells in vitro and preparation of specific monoclonal antibodies for their detection
Název v češtině:
Vliv vybraných polutantů na savčí organismy in vivo a buňky in vitro a příprava specifických monoklonálnich protilátek k jejich detekci.
Typ:
Disertační práce
Autor:
Andriy Dorosh, Ph.D.
Školitel:
RNDr. doc. Jana Pěknicová, CSc.
Oponenti:
prof. Ing. Otomar Linhart, DrSc.
prof. MVDr. Jan Motlík, DrSc.
Id práce:
87676
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra buněčné biologie (31-151)
Program studia:
Vývojová biologie (P1520)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
9. 9. 2015
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova v angličtině:
spermatogenesis, endocrine disruptors, male fertility, hormonal regulation
Abstrakt:
Znečištění životního prostředí a jeho negativní vliv na živé organismy představuje jeden z největších problémů současné lidské společnosti. Populace je den co den vystavována nízkým koncentracím environmentálních polutantů s potvrzeným či předpokládaným negativním efektem na lidské zdraví. Buňky a organismy si v průběhu evoluce osvojily různé způsoby detekce, neutralizace a exkrece většiny toxických látek vyskytujících se v prostředí. Největší riziko tak představují ty látky, které dokáží detoxikačním systémům organismu uniknout nebo působí i ve velmi nízkých koncentracích. Endokrinní disruptory (EDs) pak často představují právě takový typ látek. Endokrinní disruptory mohou být přírodního či antropogenního původu, a mohou v nízkých koncentracích ovlivňovat odpovídající hormonálních receptory. Nejčastějším mechanismem jejich účinku je pak vazba na přirozené hormonální receptory. Jaderné steroidní receptory díky své evoluci, rozmanitosti a specifickým afinitním vlastnostem představují častý cíl endokrinních disruptorů, které jsou díky svým chemickým vlastnostem schopné projít přes buněčné membrány. Takovými endokrinními disruptory jsou například ty, které interferují s estrogenní a androgenní hormonální regulací. Po vazbě na příslušné receptory jsou tak tyto látky schopné negativně ovlivňovat všechny orgánové systémy ovlivňované příslušnými hormony, v tomto případě tedy především systém reprodukční. Naším cílem v předkládané práci tedy bylo vyvinout metody detekci a monitorování přítomnosti a hladiny vybraných endokrinních disruptorů v organismu a v prostředí, analyzovat míru estrogenního účinku vybraných látek a posoudit jejich vliv na samčí reprodukční systém zahrnující funkce spermií, testikulární tkáně a hormonální regulace. Naším prvním významným výsledkem bylo vytvoření panelu monoklonálních protilátek schopných detekovat látky znečišťující životní prostředí. Pro tento panel byly vybrány hybridomové linie s nejvyšší produkcí specifických protilátek s minimální zkříženou reaktivitou k jednotlivým látkám. Tento panel tak umožňuje rychlou a spolehlivou detekci endokrinních disruptorů ve vzorcích kontaminované vody. V rámci naší práce jsme se take zaměřili na přípravu monoklonálních protilátek, které rozpoznávají povrchové proteiny spermií a reagují s povrchovými proteiny vajíčka. Tento přístup nám umožnil podrobně studovat vliv EDs na kapacitaci a hyperaktivaci spermií. Druhým významným výsledkem bylo zhodnocení estrogenní aktivity vybraných endokrinních disruptorů in vitro a také zhodnocení jejich vlivu na samčí reprodukční orgány a expresi vybraných genů hrajících roli v procesu spermatogeneze in vivo na myším modelu. Zde jsme pozorovali signifikantní změny v expresi jednotlivých genů a negativní vliv na některé samčí reprodukční parametry. Naše výsledky poskytují molekulární základ pro pochopení základních mechanismů působení EDs na samčí reprodukční funkce během citlivého období prenatálního a pubertálního vývoje. Předložená práce přispěla k pochopení vlivu environmentálních polutantů na samčí reprodukční systém a maturaci spermií.
Abstract v angličtině:
Environmental pollution and its effect on the living organisms has attracted lots of attention recently. There is a growing body of evidence that we are exposed to environmental pollutants at low concentrations in everyday life. The cells and organisms have tools to identify, neutralize and excrete the majority of the toxic compounds. The most dangerous are those that can escape this process or act at low trace concentrations. Endocrine disruptors (EDs) belong to the latter group. Endocrine disruptors can be of natural and anthropogenic origin. EDs target corresponding hormonal receptors and can act at low concentrations. A wide family of nuclear receptors recognize steroid hormones. The majority of EDs can pass through the cytoplasmic membrane, use the hydrophobic nature of the receptor-ligand binding, trigger hormone response and change the expression of the sensitive genes. By interfering with estrogen and androgen signaling, EDs can have effect on the whole organism, but the reproductive system is influenced most. In the present work, our aim was to develop the methods for ED detection and monitoring, analyze the estrogenic potency of EDs, and evaluate the effects of natural estrogens and EDs on male reproductive functions, including sperm and testicular physiology and endocrine functions. First, we prepared a panel of monoclonal antibodies recognizing environmental pollutants and natural estrogens. This allowed fast and reproducible detection of various EDs in environmental water samples. In part of our work we focused on preparation of monoclonal antibodies that recognize surface proteins of the sperm cells interacting with egg envelopes. This allowed us to study in detail the effect of EDs on sperm capacitation and hyperactivation. Second, we determined the estrogenicity of environmental pollutants in vitro and studied the effect of these endocrine disruptors on male fertility and expression of testicular genes during spermatogenesis in a mouse model in vivo. We showed that the studied compounds induce changes in testicular gene expression patterns and have a negative effect on the male reproductive system. Our results provide the molecular basis for the underlying mechanisms of EDs action on male reproductive functions during the most susceptible periods of prenatal and pubertal development. The submitted work has helped us to understand the impact of environmental pollutants on the male reproductive system and sperm maturation.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Andriy Dorosh, Ph.D. 44.25 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Andriy Dorosh, Ph.D. 179 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Andriy Dorosh, Ph.D. 7 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Andriy Dorosh, Ph.D. 408 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. Ing. Otomar Linhart, DrSc. 642 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. MVDr. Jan Motlík, DrSc. 80 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 601 kB