Spektroskopia oscylacyjna w farmakologii śródbłonka

Podobne dokumenty
Do moich badań wybrałam przede wszystkim linię kostniakomięsaka 143B ze względu na jej wysoki potencjał przerzutowania. Do wykonania pracy

In situ spectroscopic analysis of lipids and other biochemical changes in the selected models of liver injury

EWA PIĘTA. Streszczenie pracy doktorskiej

CZŁOWIEK NAJLEPSZA INWESTYCJA OFERTA. w postępowaniu o udzielenie zamówienia publicznego w trybie przetargu nieograniczonego

Śródbłonek w chorobach cywilizacyjnych

Badanie oddziaływań związków biologicznie aktywnych z modelowymi membranami lipidowymi

II Warsztaty Konfokalnej Mikroskopii Ramanowskiej, SERS, AFM, SNOM

UNIWERSYTET MEDYCZNY W BIAŁYMSTOKU WYDZIAŁ FARMACEUTYCZNY Z ODDZIAŁEM MEDYCYNY LABORATORYJNEJ

Specjalność (studia II stopnia) Oczyszczanie i analiza produktów biotechnologicznych

W 2010 roku, rak płuc był w Polsce najczęstszą przyczyną zgonów spowodowanych nowotworami złośliwymi u obu płci. Wyjaśnianie zależności pomiędzy

Agnieszka Markowska-Radomska

Projekt: Nauki molekularne dla medycyny

Seminarium Wpływ realizacji studyjnych wizyt na rozwój kompetencji zawodowych kadry akademickiej

Opis zakładanych efektów kształcenia OPIS ZAKŁADANYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA

Jak analizować widmo IR?

Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji TAK / NIE. Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun

Funkcjonalne nano- i mikrocząstki dla zastosowań w biologii, medycynie i analityce

Podkowiańska Wyższa Szkoła Medyczna im. Z. i J. Łyko. Syllabus przedmiotowy 2016/ /2019

Chemia kryminalistyczna

BIOTECHNOLOGIA STUDIA I STOPNIA

ZASTOSOWANIA FIZYKI W BIOLOGII I MEDYCYNIE Specjalność: Biofizyka molekularna. 2-letnie studia II stopnia (magisterskie)

Cząsteczki i światło. Jacek Waluk. Instytut Chemii Fizycznej PAN Kasprzaka 44/52, Warszawa

Wydział Chemii. Prof. dr hab. Grzegorz Schroeder Poznań, r.

Bloki licencjackie i studia magisterskie na Kierunkach: Biotechnologia, specjalność Biotechnologia roślinna oraz Genetyka

Temat Kandydat Suma Ocena. Innowacyjne metody zwalczania biofilmu tworzonego przez patogeny powodujące zakażenia zatok przynosowych dobry

4. Techniki spektroskopii ramanowskiej 5. Analiza chemometryczna widm FT-IR i ramanowskich 6. Wybrane zastosowania spektroskopii absorpcyjnej FT-IR

Plan studiów na kierunku studiów wyższych: BIOCHEMIA studia pierwszego stopnia, profil ogólnoakademicki

3. Stypendium doktoranckie jest przyznawane niezależnie od otrzymywanych przez doktoranta: a) świadczeń ze środków funduszu pomocy materialnej dla

Temat ćwiczenia: Techniki stosowane w badaniach toksyczności in vitro

Lek od pomysłu do wdrożenia

Dr hab. n.med. prof. nadzw. Elżbieta Rębas Zakład Neurochemii Molekularnej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi

Program Konferencji 1

Plan studiów na kierunku studiów wyższych: BIOCHEMIA studia pierwszego stopnia, profil ogólnoakademicki

Nukleotydy w układach biologicznych

Nanotechnologie w diagnostyce

Uwaga! Przetarg na oznaczenie stopnia destrukcji limfocytów

Na podstawie prac Zespołu Obrazowania Ramanowskiego Zakładu Fizyki Chemicznej Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego kierowanego przez

Uniwersytet Medyczny. Ul. Mazowiecka 6/8; Łódź

Spektroskopia molekularna. Spektroskopia w podczerwieni

Plan studiów NA KIERUNKU STUDIÓW WYŻSZYCH: BIOCHEMIA II stopień

STUDIA I STOPNIA NA KIERUNKU ZASTOSOWANIA FIZYKI W BIOLOGII I MEDYCYNIE. specjalność Biofizyka molekularna

II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym Kierunek: BIOMEDYCYNA Poziom studiów: pierwszy stopień Profil: Praktyczny SEMESTR I

Sylabus z modułu. [24A] Dietetyka. Poznanie podstawowych składników zbilansowanej diety, określenie zasad zdrowego żywienia i odżywiania.

Joanna Bereta, Aleksander Ko j Zarys biochemii. Seria Wydawnicza Wydziału Bio chemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego

BIOTECHNOLOGIA MEDYCZNA

Wykład 9: HUMAN GENOME PROJECT HUMAN GENOME PROJECT

Seminarium Wpływ realizacji pobytów stażowych (szkoleniowych) na rozwój potencjału dydaktycznego postdoców i doktorantów

Program zajęć z biochemii dla studentów kierunku weterynaria I roku studiów na Wydziale Lekarskim UJ CM w roku akademickim 2013/2014

ZASTOSOWANIA FIZYKI W BIOLOGII I MEDYCYNIE Specjalność: Biofizyka molekularna. 3-letnie studia I stopnia (licencjackie)

Kwasy omega -3, szczególnie EPA i DHA:

kierunek: Biologia studia niestacjonarne II stopnia realizacja od roku akad. 2017/2018 Przedmioty podstawowe Przedmioty kierunkowe

kierunek: Biologia studia stacjonarne II stopnia realizacja od roku akad. 2017/2018 Przedmioty podstawowe Przedmioty kierunkowe

Temat: Komórka jako podstawowa jednostka strukturalna i funkcjonalna organizmu utrwalenie wiadomości.

Prof. dr hab. inż. Marek Lankosz Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

Trienyl. - kwas alfa-iinolenowy (C 18:3) - kwas eikozapentaenowy (EPA, C 20:3) - kwas dokozaheksaenowy (DCHA, C 22:6)

kierunek: Biologia studia stacjonarne II stopnia realizacja od roku akad. 2018/2019

WIEDZA. wskazuje lokalizacje przebiegu procesów komórkowych

Lublin, 1 kwietnia 2016 r. Prof. dr hab. Wiesław I. Gruszecki Zakład Biofizyki, Instytut Fizyki Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie

Autoreferat. Tomasz Deptuła

BIOLOGIA KOMÓRKI. Podstawy mikroskopii fluorescencyjnej -1 Barwienia przyżyciowe organelli komórkowych

INFORMATOR O STUDIACH

PROGRAM PIERWSZEJ SZKOŁY DOKTORSKIEJ GUMed

Profil metaboliczny róŝnych organów ciała

Mikroskopia konfokalna: techniki obrazowania i komputerowa analiza danych.

HARMONOGRAM ZAJĘĆ Z NUTRIGENOMIKI 2018/2019

CORAZ BLIŻEJ ISTOTY ŻYCIA WERSJA A. imię i nazwisko :. klasa :.. ilość punktów :.

Studia doktoranckie w zakresie nauk farmaceutycznych. Moduły kształcenia wraz z zakładanymi efektami kształcenia

BIOTECHNOLOGIA W KOSMETOLOGII SŁAWOMIR WIERZBA

STUDIA DOKTORANCKIE NA UNIWERSYTECIE JAGIELLOŃSKIM W ROKU AKADEMICKIM 2017/2018

Badanie oddziaływania polihistydynowych cyklopeptydów z jonami Cu 2+ i Zn 2+ w aspekcie projektowania mimetyków SOD

ROLA MIOGENNYCH PRZEDSIONKOWYCH POTENCJAŁÓW WYWOŁANYCH W DIAGNOSTYCE ZAWROTÓW GŁOWY O RÓŻNEJ ETIOLOGII

Biologiczne interakcje Selolu 5% z izotiocyjanianami

Polska-Warszawa: Usługi bazy danych 2018/S Sprostowanie. Ogłoszenie zmian lub dodatkowych informacji. Usługi

1

2 913 Instytut Technologii Elektronowej Instytut Technologii Elektronowej Instytut Optoelektroniki Wojskowej Akademii Technicznej

Interaction between model peptides and lecithin

Układ pracy. Wstęp i cel pracy. Wyniki. 1. Ekspresja i supresja Peroksyredoksyny III w stabilnie transfekowanej. linii komórkowej RINm5F

Nazwa uczelni/placówki naukowej. Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk, Zakład Fizykochemii Płynów i Miękkiej Materii

Dr hab. inż. Anna Gliszczyńska Katedra Chemii Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności Ul. Norwida 25, Wrocław

Nukleozydy, Nukleotydy i Kwasy Nukleinowe

Zmodyfikowane wg Kadowaki T in.: J Clin Invest. 2006;116(7):

Środowiskowe Studium Doktoranckie IMIM PAN - UJ z zakresu Inżynieria Materiałowa

Budowa i klasyfikacja lipidów

KARTA PRZEDMIOTU CYTOFIZJOLOGIA/SYLABUS

Oferta pracy: doktorant-stypendysta w projekcie badawczym OPUS 15 finansowanym przez


Tylko dwie choroby - serca i nowotworowe powodują zgon 70% Polaków w wieku lat, czyli masz jedynie 30% szans dożyć 75 roku życia!

KATEDRA CHEMII BIOMEDYCZNEJ

WYPOSAŻENIE LABORATORIÓW CENTRUM NOWYCH TECHNOLOGII UW W APARATURĘ NIEZBĘDNĄ DO PROWADZENIA BADAŃ NA RZECZ PRZEMYSŁU I MEDYCYNY

Warszawa, r.

In vino veritas, in RESVERATROLUM sanitas

Rozwój metod dozymetrii biologicznej oraz biofizycznych markerów i indykatorów wpływu promieniowania na organizmy żywe

ROZPRAWA HABILITACYJNA

Potrzeby instytutów badawczych w zakresie wsparcia procesu rozwoju nowych leków, terapii, urządzeń medycznych... OŚRODEK TRANSFERU TECHNOLOGII

zbyt wysoki poziom DOBRE I ZŁE STRONY CHOLESTEROLU Ponad 60% naszego społeczeństwa w populacji powyżej 18r.ż. ma cholesterolu całkowitego (>190mg/dl)

PROGRAM STUDIÓW. dziedzinie nauk medycznych i nauk o zdrowiu 89% dziedzinie nauk farmaceutycznych 11%

Analiza Organiczna. Jan Kowalski grupa B dwójka 7(A) Własności fizykochemiczne badanego związku. Zmierzona temperatura topnienia (1)

Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Artura Zajkowicza

Transkrypt:

Wydział Chemii Spektroskopia oscylacyjna w farmakologii śródbłonka Katarzyna Majzner Streszczenie rozprawy doktorskiej Promotorzy: Prof. dr hab. Małgorzata Barańska Prof. dr hab. n.med. Stefan Chłopicki Kraków 2015

Niniejsza rozprawa doktorska została wykonana w ramach projektu pn. Interdyscyplinarne Studia Doktoranckie Nauki molekularne dla medycyny współfinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego - Program Operacyjny Kapitał Ludzki 2007-2013. Interdyscyplinarne Studia Doktoranckie Nauki molekularne dla medycyny Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni im. Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk ul. Niezapominajek 8, 30-239 Kraków tel. 12 63 95 100 fax. 12 425 19 23 www.ik-pan.krakow.pl e-mail: ncmolmed@cyf-kr.edu.pl Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Autorka uzyskała środki finansowe na przygotowanie rozprawy doktorskiej z Narodowego Centrum Nauki w ramach finansowania stypendium doktorskiego na podstawie decyzji numer DEC- 2014/12/T/ST4/00686. 1

W oparciu o widmo ramanowskie, które jest unikatowym spektroskopowym identyfikatorem badanej substancji chemicznej oraz korzystając z wielowymiarowych metod statystycznych i chemometrii możliwe jest badanie zmian biochemicznych wywołanych stymulacją farmakologiczną w pojedynczych komórkach w warunkach in vitro. Mapowanie ramanowskie pojedynczej komórki pozwala na badanie różnych procesów komórkowych oraz monitorowanie interakcji komórka-lek. Celem niniejszej rozprawy doktorskiej było opracowanie innowacyjnej metodologii wykorzystującej mikroskopię ramanowską do oceny wewnątrzkomórkowych zmian biochemicznych w pojedynczej komórce śródbłonka zachodzących w wyniku stymulacji farmakologicznej. Obrazowanie ramanowskie, ze względu na możliwość jednoczesnej identyfikacji oraz badania przestrzennej dystrybucji wszystkich składników biochemicznych w próbce, zapewniając wysoki poziom selektywności i rozdzielczości, jawi się jako potężne narzędzie w badaniach nad rolą śródbłonka w układzie sercowo-naczyniowym. Zważywszy, że śródbłonek odgrywa istotną rolę w utrzymywaniu homeostazy, a jego dysfunkcja prowadzi do wielu chorób układu sercowo-naczyniowego, poznanie mechanizmów odpowiedzi śródbłonka na stymulację może mieć kluczowe znaczenie diagnostyczne i przyczynić się do lepszego poznania fizjologii, patologii i farmakologii śródbłonka. W ramach niniejszej pracy doktorskiej zbadano: 1/ tworzenie ciałek lipidowych wywołanych stymulacją kwasem arachidonowym (ang. arachidonic acid, AA); 2/ wpływ antracyklin (doksorubicyny (DOX), daunorubicyny (DNR), epidoksorubicyny (EDOX), epidaunorubicyny (EDNR)) na komórki śródbłonka; 3/ działanie stresu oksydacyjnego wywołanego w komórkach śródbłonka inkubowanych w wysokim stężeniu glukozy. Wszystkie trzy wątki tej pracy doktorskiej łączy stres siateczki śródplazmatycznej, której aktywacja wywołuje wyraźne zmiany biochemiczne m.in. nasiloną biosyntezę lipidów. Krople lipidowe (ang. lipid droplets, LDs), czasem określane są w literaturze jako ciałka lipidowe, są organellami występującymi w neutrofilach, eozynofilach lub komórkach nowotworowych, jednak ich obecność i działanie w śródbłonku w dużej mierze wciąż pozostają niezbadane. W pracy badano powstawanie LDs w ludzkich komórkach śródbłonka w wyniku inkubacji z wielonienasyconymi kwasami tłuszczowymi. W tym celu wykorzystano konfokalną spektroskopię ramanowską do badania LDs formowanych w warunkach in vitro w pojedynczej komórce śródbłonka (rycina 1). 2

Rycina 1. Lewy panel (A-E): fotografia mikroskopowa mapowanego obszaru komórki HAoEC (65 40 μm 2, 108 x 66 punktów) inkubowanej 24h z AANa (25 µm) oraz mapy integracyjne wybranych pasm markerowych: 2800-3020 cm -1, 775-790 cm -1, 1630-1690 cm -1 i 3000-3030 cm -1. Prawy panel (F-G): wyniki analizy skupień metodą KMC mapa dystrybucji klas (F) wraz z widmami średnimi skupień (G). Intensywność ramanowska dla zakresu daktyloskopowego (600-1800 cm -1 ) została powiększona 3-3,5 razy w stosunku do intensywności pasm w zakresie 2800-3200 cm -1 dla podkreślenia różnic spektralnych pomiędzy kolejnymi klasami [Majzner et al., Analytical Chemistry, 2014, 86:6666 6674]. Spektroskopia ramanowska wykorzystana została również do monitorowania zmian zachodzących w wyniku stymulacji komórek śródbłonka za pomocą kwasu 3

arachidonowego (AA), w obecności i bez 1-metylonikotynamidu (MNA). Innym wielonienasyconym kwasem tłuszczowym wykorzystanym w niniejszej pracy do badania zdolności komórek śródbłonka do tworzenia LDs był kwas eikozapentaenowy (ang. eicosapentaenoic acid, EPA). Jako metodę referencyjnej wykorzystano mikroskopię fluorescencyjną i barwienia z użyciem Czerwieni Nilu. Uzyskane za pomocą cytometrii obrazowej wyniki potwierdzają wnioski z badań ramanowskich, że komórki śródbłonka stymulowane nienasyconymi kwasami tłuszczowymi mogą tworzyć LDs wewnątrz cytoplazmy. W przypadku badań nad wpływem stresu oksydacyjnego na komórki śródbłonka wykazano, że wysokie stężenie glukozy (25 mm) powoduje zwiększoną produkcję tłuszczy nienasyconych w okolicy jądra komórkowego, co może być związane ze zwiększoną aktywność siateczki śródplazmatycznej. Antracykliny, takie jak doksorubicyna (DOX) czy daunorubicyna (DNR) są cytostatykami, które ze względu na ich szerokie spektrum działania przeciwnowotworowego są szeroko stosowane w leczeniu wielu chorób nowotworowych. Ich funkcja jest związana z hamowaniem topoizomerazy, kluczowego dla DNA enzymu, który uniemożliwia replikację DNA i prowadzi do śmierci komórki. Antracykliny wykazują też silną kardiotoksyczność, która może być związana z uszkodzeniem komórek śródbłonka. Nowe pochodne antracyklin (np. morfolinowe i piperydynowe) mają porównywalne lub nawet silniejsze działanie antyproliferacyjne niż antybiotyki macierzyste (DOX, DNR). Dodatkowo, toksyczność nowych analogów dla układu sercowo-naczyniowego jest znacznie niższa niż w przypadku leków macierzystych. Przedstawione w niniejszej pracy wyniki badań nad wpływem antracyklin na komórki śródbłonka (linii EA.hy926) wykazały zróżnicowaną ich akumulację w jądrze komórkowym. Widma ramanowskie standardów badanych antracyklin charakteryzują się podniesieniem tła w zakresie spektralnym wysokich liczb falowych. Zakres ten pokrywa się z maksimum fluorescencji tych związków. Zjawisko to obserwowano również w widmie ramanowskim dla komórek stymulowanych antracyklinami, co sprawia, że zakres fluorescencji antracyklin wydaje się być dobrym markerem obecności antracyklin w jądrze. Różnorodność w akumulacji DOX i DNR sugeruje wyraźną różnicę pomiędzy genotoksycznością tych antracyklin. Przedstawione wyniki badań, które z pewnością będą rozwijane, mają na celu przyczynienie się do lepszego poznania cytotoksycznego efektu popularnych w onkologii cytostatyków 4

antracyklinowych na śródbłonek oraz dostarczyć nowej wiedzy m. in. na temat zmian biochemicznych zachodzących w śródbłonku na poziomie subkomórkowym. W ramach rozprawy doktorskiej nie tylko opracowano unikatową w badaniach farmakologicznych metodykę mapowania ramanowskiego pojedynczych komórek śródbłonka, ale również opisano zmiany biochemiczne zachodzące na poziomie subkomórkowym w komórkach śródbłonka wskutek stymulacji farmakologicznej za pomocą nienasyconych kwasów tłuszczowych, wysokiego stężenie glukozy oraz antracyklin. 5