Diplomová práce se zabývá cytotoxickou a antiproliferační aktivitou vybraných isochinolinových alkaloidů chelidonin, homochelidonin, berbamin a bersavin. Práce v rámci svého cíle zjišťuje, jakým způsobem tyto vybrané alkaloidy ovlivňují viabilitu a proliferaci modelových buněčných linií, zda indukcí apoptózy nebo zástavou buněčného cyklu. V prvním kroku byla provedena základní analýza systémem xCELLigence, který zaznamenává změnu cell indexu buněk v čase, čímž se zjistila antiproliferační aktivita testovaných látek. Pro analýzu byly použity buněčné linie MRC-5, A2780 a A549. Chelidonin, homochelidonin, částečně bersavin a berbamin vykazovaly antiproliferační účinek. K verifikaci dat a pro rozšíření základního screeningu byla použita metoda stanovení viability a proliferace buněk pomocí Trypanové modři. Následně bylo využito metod průtokové cytometrie pro studium mechanismu antiproliferačního a cytotoxického působení. U vybraných alkaloidů byl studován vliv na změny distribuce buněčného cyklu u buněk MRC-5, A-2780, Jurkat a MOLT-4. Metodou kvantifikace vazby Annexinu V a propidium jodidu bylo zjišťováno procento buněk časně a pozdně apoptotických po expozici nejslibnějším testovaným látkám.
Výsledky ukázaly účinnou antiproliferační aktivitu chelidoninu a homochelidoninu. Jejich schopnost zástavy buněčného cyklu v G1 nebo v G2/M fázi a schopnost indukce apoptózy. Bersavin rovněž jevil antiproliferační a cytotoxickou aktivitu doprovázenou zástavou buněčného cyklu v G1 nebo v G2/M fázi. Berbamin se jevil jako nejméně účinný alkaloid v porovnání s ostatními studovanými alkaloidy.
Annotation in English
This diplomma thesis deals with cytotoxic and antiproliferative activity of isochinoline alkaloids - chelidonine, homochelidonine, berbamine and bersavine. This thesis within its goal discovers in what ways these selected alkaloids influence viability and proliferation of model cell lines, if it is happening through the apoptosis induction or the cell cycle arrest. The first step was to perform the elementary analysis by the xCELLigence system which detects the cell index change in time and it lead to finding the antiproliferative activity of the tested substance. Cell lines MRC-5, A2780 and A549 were used for the analysis. Chelidonine, homochelidonine, partly bersavine and berbamine showed antiproliferative effect. The method of cell viability and proliferation determination using Trypan Blue was applied to verify data and to expanse elementary screening. Subsequently, we used the methods of flow cytometry to study the antiproliferative and cytotoxic mechanism. We explored the influence on distribution of cell cycle changes of MRC-5, A-2780, Jurkat and MOLT-4 cells in the selected alkaloids. The percentage of early and late apoptotic cells was determined by quantification of the Annexin V binding assay.
The results showed effective chelidonine and homochelidonine antiproliferative activity and their capability of cell cycle arrest in G1 or G2/M phase and apoptosis induction. Bersavine also showed antiproliferative and cytotoxic activity accompanied by cell cycle arrest in G1 or G2/M phase. Berbamine appeared to be least effective alkaloid compared to other studied alkaloids.
Diplomová práce se zabývá cytotoxickou a antiproliferační aktivitou vybraných isochinolinových alkaloidů chelidonin, homochelidonin, berbamin a bersavin. Práce v rámci svého cíle zjišťuje, jakým způsobem tyto vybrané alkaloidy ovlivňují viabilitu a proliferaci modelových buněčných linií, zda indukcí apoptózy nebo zástavou buněčného cyklu. V prvním kroku byla provedena základní analýza systémem xCELLigence, který zaznamenává změnu cell indexu buněk v čase, čímž se zjistila antiproliferační aktivita testovaných látek. Pro analýzu byly použity buněčné linie MRC-5, A2780 a A549. Chelidonin, homochelidonin, částečně bersavin a berbamin vykazovaly antiproliferační účinek. K verifikaci dat a pro rozšíření základního screeningu byla použita metoda stanovení viability a proliferace buněk pomocí Trypanové modři. Následně bylo využito metod průtokové cytometrie pro studium mechanismu antiproliferačního a cytotoxického působení. U vybraných alkaloidů byl studován vliv na změny distribuce buněčného cyklu u buněk MRC-5, A-2780, Jurkat a MOLT-4. Metodou kvantifikace vazby Annexinu V a propidium jodidu bylo zjišťováno procento buněk časně a pozdně apoptotických po expozici nejslibnějším testovaným látkám.
Výsledky ukázaly účinnou antiproliferační aktivitu chelidoninu a homochelidoninu. Jejich schopnost zástavy buněčného cyklu v G1 nebo v G2/M fázi a schopnost indukce apoptózy. Bersavin rovněž jevil antiproliferační a cytotoxickou aktivitu doprovázenou zástavou buněčného cyklu v G1 nebo v G2/M fázi. Berbamin se jevil jako nejméně účinný alkaloid v porovnání s ostatními studovanými alkaloidy.
Annotation in English
This diplomma thesis deals with cytotoxic and antiproliferative activity of isochinoline alkaloids - chelidonine, homochelidonine, berbamine and bersavine. This thesis within its goal discovers in what ways these selected alkaloids influence viability and proliferation of model cell lines, if it is happening through the apoptosis induction or the cell cycle arrest. The first step was to perform the elementary analysis by the xCELLigence system which detects the cell index change in time and it lead to finding the antiproliferative activity of the tested substance. Cell lines MRC-5, A2780 and A549 were used for the analysis. Chelidonine, homochelidonine, partly bersavine and berbamine showed antiproliferative effect. The method of cell viability and proliferation determination using Trypan Blue was applied to verify data and to expanse elementary screening. Subsequently, we used the methods of flow cytometry to study the antiproliferative and cytotoxic mechanism. We explored the influence on distribution of cell cycle changes of MRC-5, A-2780, Jurkat and MOLT-4 cells in the selected alkaloids. The percentage of early and late apoptotic cells was determined by quantification of the Annexin V binding assay.
The results showed effective chelidonine and homochelidonine antiproliferative activity and their capability of cell cycle arrest in G1 or G2/M phase and apoptosis induction. Bersavine also showed antiproliferative and cytotoxic activity accompanied by cell cycle arrest in G1 or G2/M phase. Berbamine appeared to be least effective alkaloid compared to other studied alkaloids.
1) Definujte princip průtokové cytometrie, její využití při studiu potenciálně protinádorových látek a popište nejčastěji používané metody.
2) Charakterizujte reakce buněk na působení cytotoxických a cytostatických látek používaných v klinické terapii nádorů a malignit. V úvodu práce představte mechanismy poškození jaderné DNA buňky, zástavy buněčného cyklu, rozdílné typy reparace genetické informace buňky, programovanou buněčnou smrt a základní mechanismy rezistence nádorových buněk.
3) Popište vlastnosti nejvýznamnějších isochinolinových alkaloidů různých strukturních typů s potenciálem využití při terapii nádorových onemocnění a biologickou aktivitu studovaných látek.
4) V experimentální části proveďte studium cytotoxicity, popřípadě antiproliferační aktivity vybraných isochinolinových alkaloidů.
5) U vybraných koncentrací aktivních látek se pokuste kvantifikovat, zda je jejich cytotoxická a antiproliferační aktivita zprostředkovaná zástavou buněčného cyklu, nebo apoptózou. K experimentální práci použijte metod průtokové cytometrie, spektrofotometrie a popřípadě jiných dle vývoje experimentální práce.
Research Plan
1) Definujte princip průtokové cytometrie, její využití při studiu potenciálně protinádorových látek a popište nejčastěji používané metody.
2) Charakterizujte reakce buněk na působení cytotoxických a cytostatických látek používaných v klinické terapii nádorů a malignit. V úvodu práce představte mechanismy poškození jaderné DNA buňky, zástavy buněčného cyklu, rozdílné typy reparace genetické informace buňky, programovanou buněčnou smrt a základní mechanismy rezistence nádorových buněk.
3) Popište vlastnosti nejvýznamnějších isochinolinových alkaloidů různých strukturních typů s potenciálem využití při terapii nádorových onemocnění a biologickou aktivitu studovaných látek.
4) V experimentální části proveďte studium cytotoxicity, popřípadě antiproliferační aktivity vybraných isochinolinových alkaloidů.
5) U vybraných koncentrací aktivních látek se pokuste kvantifikovat, zda je jejich cytotoxická a antiproliferační aktivita zprostředkovaná zástavou buněčného cyklu, nebo apoptózou. K experimentální práci použijte metod průtokové cytometrie, spektrofotometrie a popřípadě jiných dle vývoje experimentální práce.
Recommended resources
Podle pokynů vedoucího diplomové práce.
Recommended resources
Podle pokynů vedoucího diplomové práce.
Enclosed appendices
CD ROM
Appendices bound in thesis
-
Taken from the library
No
Full text of the thesis
Appendices
Reviewer's report
Supervisor's report
Defence procedure record
1. Prezentace výsledků diplomové práce. 2. Diskuze k posudku vedoucího a oponenta diplomové práce. 3. Studentka zodpověděla všechny dotazy a připomínky.