Studentská vědecká konference

Paklitaxel je tetracyklický diterpenoid využívaný v léčbě řady onkologických onemocnění, jeho širší využití v klinické praxi je však limitováno nízkou selektivitou pro nádorové buňky. V této práci byly studovány 4 nové deriváty paklitaxelu konjugované s difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacenem (BODIPY) a jodo-BODIPY vázanými přes C-7 a C-2´, které by mohly najít uplatnění při zobrazování nádorů a fotodynamické terapii. Nejprve byla stanovena cyto- a fototoxicita látek v lidských nádorových buňkách z děložního čípku (HeLa), vaječníků (SK-OV-3) a kosti (U-2 OS) a v nenádorových plicních fibroblastech (MRC‑5). Zjistili jsme, že cytotoxicita všech látek po 24 i 72 h byla nižší než pro paklitaxel a přímo souvisela s polohou vazby BODIPY/jodo-BODIPY, toxičtější byly látky vázané přes C‑2´. V případě obou konjugátů s jodo-BODIPY došlo po fotoaktivaci ke zvýšení jejich toxicity v buňkách HeLa a MRC-5. V buňkách SK-OV-3 byl fototoxičtější konjugát vázaný přes C-7. Dále bylo zjištěno, že se konjugáty účinně akumulují v buňkách HeLa při 1µM koncentraci již po 10 min., a že stejně jako paklitaxel stabilizují mikrotubuly buněk U-2 OS a zastavují buněčný cyklus buněk HeLa ve fázi G2/M (24 h). Vzhledem k prokázaným antiproliferačním účinkům budou tyto látky dále studovány i ve 3D modelech buněk.

Biosensors are used daily in many fields, such as food control, healthcare, environmental monitoring, security, and forensics. A wide range of biosensors are used, like enzyme-based, tissue-based, immunosensors, DNA biosensors, etc. In this work, we focus on optical affinity biosensors based on surface plasmon resonance (SPR) and improvements in their sensing performance for the detection of cancer biomarkers in blood samples. An SPR affinity biosensor is a device that measures changes in refractive index in the close vicinity of the sensor surface caused by the interaction between a receptor attached to the sensor surface and an analyte in a solution. For sensitive detection of small concentrations of molecules, advanced detection formats are applied, such as sandwich detection with signal enhancement via functionalized gold nanoparticles (AuNPs) (Figure 1). Here, we aim to advance the standard sandwich format to achieve a better limit of detection (LOD). As a model system, we exploit the carcinoembryonic antigen (CEA), a well-known biomarker of colorectal cancer.

Chinolony a zejména pak jejich fluorované deriváty se pro své baktericidní účinky využívají v klinické praxi jako širokospektrá antibiotika. Další klinické využití je předmětem řady studií. Tato práce se zabývá možnými topickými aplikacemi devíti různých hydrochinolonů. V rámci práce byly zkoumány jejich cytotoxické účinky na lidské buněčné linie keratinocytů, fibroblastů a nádorových melanocytů a jejich antimikrobiální aktivita vůči bakteriím Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa a kvasince Candida albicans jakožto oportunním patogenům. Účinky na melanocytech byly zkoumány nejen na 2D buněčné kultuře, ale i na 3D sféroidech, pro jejichž přípravu byly použity tři metody, a to metoda visící kapky, metoda pokrytí jamek agarosovým gelem a příprava v nízko-adhezivních destičkách. Antimikrobiální aktivita byla detekována pouze vůči bakteriím, kvasinka senzitivní nebyla. U dvou testovaných derivátů, které měly do struktury zavedenou nitroskupinu, byl pozorován selektivní cytotoxický účinek vůči nádorové linii. Z toho důvodu byla u daných derivátů sledována aktivita i na sféroidech, kde došlo k zastavení růstu a částečnému rozrušení struktury. Protinádorová aktivita nitrohydrochinolonů bude předmětem dalšího výzkumu.  

Hlavnou nevýhodou mnohých rakovinových liečebných metód je ich neselektívnosť. Jedným z možných riešení je naučiť imunitný systém aktívne rozpoznávať a bojovať s nádorovými bunkami. Tento prístup, imunoterapia, využíva imunogénnu bunkovú smrť (ICD) na aktiváciu imunitného systému. Indukciou ICD sa uvoľňujú signálne molekuly, ako proteín s vysokou mobilitou skupiny 1 (HMGB1), kalretikulín a adenozíntrifosfát (ATP), ktoré stimulujú imunitný systém. Limitáciou je, že nie všetky látky majú schopnosť indukovať ICD, no kardioglykozidy sú výnimkou. Cieľom tejto práce je zistiť, či doposiaľ nepreskúmaný deglukohyrkanozid môže indukovať ICD a slúžiť ako potenciálny liek proti rakovine. V našich experimentoch sme sledovali signálne molekuly a ich typické správanie v procese ICD, ako vylučovanie HMGB1 z buniek osteosarkómu (U-2 OS), pričom sme zaznamenali pokles HMGB1 v bunkách a zároveň jeho nárast v médiu. V ďalších experimentoch budeme analyzovať úbytok ATP v bunkách U-2 OS a jeho nárast v médiu prostredníctvom fluorescenčnej mikroskopie, fluorimetrie a chemiluminiscencie, a študovať transport kalretikulínu na vonkajšiu stranu cytoplazmatickej membrány pomocou prietokovej cytometrie. V doterajších experimentoch sme doposiaľ pozorovali potvrdenie teoretických predpokladov.  

N,N–dimethyltryptamin (DMT) je v přírodě se vyskytující halucinogenní látka. Nejznámější je jako primární psychoaktivní látka rituálního nápoje ayahuascy, vývaru z amazonské liany Banisteriopsis caapi. Česká republika zákonem ustanovila DMT jako návykovou látku, pro které platí značná omezení zacházení, dovozu, vývozu a transportu. K minimalizaci bezpečnostních rizik spojených s konzumací návykových látek je nutná dostupnost metod detekce, které tyto látky budou schopné odhalit. Cílem této práce je vyvinout ELISA metodu pro detekci DMT. První část práce se zabývá výběrem vhodných imunoreagencií pro sestavení metody v nepřímém kompetitivním uspořádání – konjugátu DMT s hovězím sérovým albuminem a příslušné primární protilátky. Další část práce se zabývá výběrem vhodných podmínek metody. Dosud byly vybrány koncentrace konjugátu a primární protilátky a složení pufrů pro ředění protilátek. Tyto podmínky poskytly detekční limit DMT 0,01 ng∙ml^-1 a bude snahou ho nadále snižovat (např. výběrem koncentrace sekundární protilátky, teplotou a dobou inkubace). Metoda následně bude použita ke stanovení DMT ve vzorcích – uměle kontaminovaných, popřípadě i reálných.  

Schopnost exogenních látek vázat se na hormonální receptory může vést k mnoha negativním účinkům na živé organismy – od oslabení imunitního sytému přes podporu proliferace rakovinných buněk po narušení schopnosti reprodukce. Flavonolignany, látky nacházejících se například v doplňcích stravy pro podporu regenerace jater, mají schopnost se na receptory vázat, avšak nebylo dosud testováno jejich působení. V naší práci byla ověřována schopnost vybraných synteticky připravených flavonolignanů a jejich derivátů vázat na estrogenové (ER) a androgenové receptory (AR) a působit jako agonista. Dále byl zaveden obdobný test proověření antagonistického působení. V současnosti je zaváděn také test pro vazbu na glukokortikoidní receptor (GR). Tyto reportérové testy in vitro byly provedeny s použitím lidských buněčných linií HeLa9903 s vloženým ER a MDA-kb2 s vloženým AR a GR. Bylo vyhodnoceno, že žádná z testovaných látek, mimo kvercetin, neinteragovala jako agonista ani s jedním ze zmíněných receptorů. Flavonol kvercetin agonisticky interagoval s ER, což je v souladu s literaturou.  Dále budou pro vybrané flavonolignany ověřeny antagonistické schopnosti. Také budou otestovány jejich metabolity získané metabolickou aktivací in vitro pomocí krysího jaterního homogenátu.

Schistozóma, česky krevnička, patří mezi klinicky nejvýznamnější zástupce třídy motolic. Krevničky jsou původci závažného onemocnění zvané schistosomóza. Endemické oblasti toho onemocnění sčítají celkem 78 států světa, ve kterých žije přibližně 700 milionů lidí. Převážná většina rizikových států spadá do zemí s nízkou ekonomickou a životní úrovní. Podle WHO v roce 2021 vyžadovalo preventivní léčbu 251,4 milionů lidí, z nichž pouze 75,3 milionů lidem bylo podáno dosud jediné komerčně dostupné antiparazitikum prazikvantel. Současný výzkum schistosomózy se zaměřuje na nové přístupy v prevenci obyvatel v ohrožených oblastech, snížení nákladů na diagnostiku, zlepšení její dostupnosti, ale i na vývoj nových léčiv. Právě nové léčivo je vysoce žádoucí, a to především kvůli nebezpečí vzniku rezistence na prazikvantel, ale i řadě dalším problémům, které skrývá lék „jediné volby“. Nedílnou součástí vývoje nových léčiv in vivo jsou testy účinnosti experimentálních infekcí na myších modelech. Cílem diplomové práce je navrhnout biomarkery vhodné pro hodnocení průběhu experimentální schistosomózy a dále připravit porovnávací podmínky pro budoucí výzkum inhibitorů schistosomálních proteáz, jakožto potenciální léčiva.  

Kolchicin je účinný mitotický jed inhibující proliferaci nádorových buněk. Jeho využití v léčbě rakoviny je však omezeno vysokou systémovou cytotoxicitou a častým rozvojem buněčné rezistence. Možným mechanismem rezistence nádorových buněk je vyvolání cytoprotektivní autofagie, pomocí níž jsou odstraňovány poškozené buněčné komponenty. V této práci byla studována možnost zvýšení terapeutického účinku kolchicinu v buňkách adenokarcinomu plic (A549) modulací buněčné autofagie. Nejprve byla stanovena toxicita vybraných modulátorů autofagie a kolchicinu v buňkách A549 a v nenádorových plicních fibroblastech (MRC-5). Dále byla stanovena toxicita kombinací modulátorů autofagie s netoxickými koncentracemi kolchicinu po 24 a 72h ošetření buněk A549. Bylo zjištěno, že kolchicin v kombinaci s inhibitory autofagie chlorochinem a bafilomycinem A1 a induktory autofagie fluvastatinem, rapamycinem a chinakrinem působí synergicky. Tyto kombinace látek by tak mohly být vhodnější pro terapii nádorových onemocnění než samotný kolchicin a budou proto dále zkoumány, mimo jiné i na buňkách A549 rezistentních ke kolchicinu. Modulace autofagie studovanými látkami a jejich synergických kombinací bude dále studována fluorescenční mikroskopií a specifickým barvením autofagosomů monodansylkadaverinem.