Telítetlen zsírsavak és sugárzás hatása humán glióma sejtekre: morfológiai, biokémiai és génexpresszió elemzés

Antal Otilia
Telítetlen zsírsavak és sugárzás hatása humán glióma sejtekre: morfológiai, biokémiai és génexpresszió elemzés.
PhD, University of Szeged.
(2016)

[img]
Preview
PDF (disszertáció)
Download (7MB) | Preview
[img]
Preview
PDF (tézis)
Download (176kB) | Preview
[img]
Preview
PDF (tézis)
Download (184kB) | Preview

Abstract in Hungarian

A glióma egy halálos betegség, melyet kemoterápiával vagy sugárterápiával kezelnek. Kimutatták, hogy a többszörösen telítetlen zsírsavak (PUFA-k) a rákos sejtek sugárkezelésre való érzékenységét is megváltoztatják, és védik a normális sejteket a sugárzás káros hatásaitól. A rákos sejtek számára a zsírsavszintézis konstitutív aktiválása szelektív előnyt jelent. Számos génnek, mely zsírsavszintézisért felelős fehérjéket kódol, köze van a karcinogenezishez. A zsírsavszintézis gátlása a rákos sejtek apoptózisát idézi elő. A gamma-linolénsavat (GLA) már klinikai fázisban is tesztelték, és hatásosnak bizonyult a glióma kezelésére. A sugárkezelés önmagában nem hatásos az alacsonyabb rangú gliómák ellen, sajnos nem befolyásolja az átlag túlélési arányt. Ezért a tanulmányaink során a telítetlen zsírsavak (UFA)-k hatását vizsgáltuk, mint sugárkezelés mellett alkalmazott adjuvánsokat, különböző morfológiai, biokémiai és génexpressziós vizsgálatok során. Célunk volt, hogy a UFA-k hatását meghatározzuk önmagukban és különböző dózisú (5 Gy és 10 Gy) sugárkezeléssel együtt U-87 MG glióma sejteken. Kíváncsiak voltunk, hogy ki tudunk-e mutatni szinergizmust a UFA-k és sugárzás között. Sejtszinten terveztük kimutatni a hatást. Ehhez ellenállásalapú valós idejű sejt elektronikus érzékelő mérést (RT-CES-t), apoptózis és sejt morfológiai vizsgálatokat, biokémiai és génexpressziós elemzést hajtottunk végre. Speciális hangsúlyt fektettünk azokra a génekre, melyeknek a zsírsavbioszintézisben és a stressz válaszban van szerepe. Az RT-CES készülékkel történő méréseknek megfelelően 25-75 μM arachidonsav (AA), 25-75 μM dokozahexaénsav (DHA), 50 μM GLA, 400 μM olajsav (OA) megnövelte a sugárkezelés (5 Gy és 10 Gy) hatását és szignifikánsan csökkentette a normalizált sejt indexet azokhoz a sejtekhez képest melyek csak sugárkezelést (5 Gy és 10 Gy) kaptak. A normalizált sejt index a sejt proliferáció egyik mutatója. Az OA-val való kezelés érdekes hatással volt az U-87 MG sejtekre: 100-200 μM megnövelte a sejt proliferációt a kontroll sejtekhez képest. AA, DHA és GLA önmagában és sugarazással (5 Gy és 10 Gy) kombinálva egyaránt szignifikánsan lecsökkentette az U-87 MG sejtek LDH aktivitását. Az AA, DHA és GLA sugarazással (5 Gy és 10 Gy) való kombinálása szintén szignifikánsan lecsökkentette a sejtek életképességét. 100 μM OA és 50-100 μM eikozapentaénsav (EPA) nem befolyásolta a sejtek életképességét és az U-87 MG sejtek LDH aktivitását. A biokémiai méréseink (LDH és MTS mérések) alapján az AA, DHA és GLA volt a leghatásosabb zsírsav, ezért a további morfológiai és génexpressziós vizsgálataink során ezeket alkalmaztuk. Az AA-t és DHA-t 25 μM-os, míg a GLA-t 50 μM-os koncentrációban alkalmaztuk. A PUFA kezelés nem változtatta meg a sejtszámot,a konfluenciát, az átlag sejtvastagságot és átlag sejtek alakjára vonatkozó szabálytalanságot 24 órás kezelést követően. Az AA és sugárkezelés együttes alkalmazása megváltoztatta a sejtszámot, a konfluenciát, az átlag sejtvastagságot és átlag sejtszabálytalanságot a kontroll sejtekhez képest, 48 órás kezelés után. A PUFA-k és 10 Gy 48 óra után szignifikánsan megváltoztatta mind a négy paramétert, kivéve az átlag sejtszabálytalanságot, amikor a DHA a 10 Gy-el kezelt sejteken volt alkalmazva. Az 5 Gy-el ellentétben; egy 10 Gy-es dózis szignifikánsan megnövelte az apoptotikus sejtek arányát. Egyedül a GLA idézett elő apoptózist. A PUFA-k kombinálva sugarazással apoptózist okoztak. Ritkán és kismértékű génexpresszióbeli változást kaptunk a 24 órás kezelések esetén a stresszhez köthető gének esetén. Ezért a 48 órás kezelésekre fektetjük a hangsúlyt. Az oxidatív stresszhez köthető gének közül a PUFA és 10 Gy-el való kezelés szignifikánsan megnövelte a HMOX1, AKR1C1 és NQO1 expressziót. Az ER proapoptotikus ágát képviselő gén, a DDIT3 expressziója is szignifikánsan megnőtt a PUFA és 10 Gy kezelés hatására. A NOTCH1 gátlása felerősíti a glióma sejtekre kifejtett káros hatást. Igéretes, hogy a NOTCH1 epxressziós szint szignifikánsan alacsonyabb GLA és sugarazás esetén, mint csak sugarazás esetén. Az AA, 10 Gy, 10 Gy és AA valamint 10 Gy és DHA szignifikánsan megnövelte a GADD45A expressziót. Az összes korai stresszválaszban résztvevő gén (EGR1, TNF-α, c-FOS, FOSL1) expresszióját megnövelte a sugarazás, valamint a sugarazással kombinált PUFA kezelés. Míg a PUFA kezelés nem volt hatással a TP53 expresszióra, addig a 10 Gy-es dózis megnövelte azt. 10 Gy, valamint a 10 Gy és PUFA kezelés szignifikánsan megemelte a C-MYC expressziót. MMP14, TGFBI, SIRT1, HSPB2 és TIMP3 esetén nem észleltünk változást sem sugarazás, sem PUFA kezelés, sem a kettő kombinálása esetén. A zsírsavbioszintézishez köthető gének esetén a 24 órás és 48 órás eredmények jelentősen eltérnek egymástól. A továbbiakban a 48 órás eredményeket tárgyalom. 10 Gy megnövelte a FASN expressziót, míg a GLA kezelés lecsökkentette azt. A GLA kezelés lecsökkentette az SCD1, SCD5, FADS1, FADS2 gének expresszióját, míg a FADS3 expressziójára nem volt hatással. Az ELOVL1, ELOVL2 és ELOVL5 expressziót sem a sugárzás, sem a GLA kezelés nem befolyásolta. A miR-146a expressziót a DHA megnövelte, míg a GLA lecsökkentette. 10 Gy és GLA együttesen szignifikánsan megemelte a miR-146a expressziót. A DHA kezelés szignifikánsan megemelte a mi181a expressziót. A többi vizsgált miRNS-re (miR-34a, miR-96, miR-148a, miR-148b, miR-152) sem a PUFA kezelés, sem a sugárzás hatására nem kaptunk expresszióbeli változást. GLA hatására megnőtt a HSP90AA1 expresszió. A sugárzás és a GLA kezelés, valamint a kettő kombinációja megnövelte a HSPB1 expressziót. Sugarazott sejtek esetén a GLA kezelés megemelte a lipidcseppecskék akkumulációjának mértékét. A tudományos irodalomnak és az eredményeinknek megfelelően az AA, DHA és GLA kezelés és/vagy sugárkezelés a rákos sejtekre nézve specifikus hatású. A PUFA-k önmagukban hatékony rákellenes hatóanyagok lehetnek. Az általam alkalmazott UFA-k (AA, DHA, GLA, OA, EPA) hatását mostanáig nem vizsgálták U-87 MG sejtvonalon egyszerre több szemszögből; morfológiai, biokémiai, kinetikai és QRT-PCR módszereket kombinálva. A PUFA-k és sugárzás közötti kölcsönhatást pedig még egyáltalán nem vizsgálták glióma sejteken a transzkriptom szintjén. Morfológiai, biokémiai és génexpressziós elemzésünk alapján a PUFA-k kedvező módon erősítik fel vagy módosítják a sugárzás glióma sejtekre kifejtett hatását.

Item Type: Thesis (PhD)
Creators: Antal Otilia
Hungarian title label: Telítetlen zsírsavak és sugárzás hatása humán glióma sejtekre: morfológiai, biokémiai és génexpresszió elemzés
Title of the thesis in foreign language: Combination of unsaturated fatty acids and ionizing radiation on human glioma cells: cellular, biochemical and gene expression analysis
Divisions: Doctoral School of Biology
Discipline label: természettudományok > biológiai tudományok
Defence date label: 2016. April 13.
Supervisor label:
SupervisorSupervisor scientific name labelEmail
Dr. Puskás László GézaProf Dr., tudományos tanácsadó, csoportvezető, Magyar Tudományos Akadémia - Szegedi Biológiai Kutatóközpontpuskas.laszlo@brc.mta.hu
Reviewer label:
Reviewer name labelReviewer scientific name labelEmail
Dr. Varga CsabaPhD, tanszékvezető egyetemi docens, SZTE TTIK Élettani, Szervezettani és Idegtudományi Tanszékvacs@bio.u-szeged.hu
Dr. Nagy IstvánPhD, tudományos munkatárs, MTA SZBK Főigazgatói Csoportnagy.istvan@brc.mta.hu
President label:
President name labelPresident scientific name labelEmail
Dr. Duda ErnőDSc, professor emeritus, SZTE ÁOK Orvosi Biológiai Intézetduda@brc.hu
Member label:
Member name labelMember scientific name labelEmail
Dr. Krizbai IstvánDSc, tudományos tanácsadó, MTA SZBK Biofizikai Intézetkrizbai.istvan@brc.mta.hu
Dr. Török ZsoltPhD, tudományos főmunkatárs, MTA SZBK Biokémiai Intézettorok.zsolt@brc.mta.hu
Item ID: 2767
Identification Number: 3105849
doi: https://doi.org/10.14232/phd.2767
Date Deposited: 2015. Oct. 16. 14:21
Last Modified: 2017. Jun. 23. 15:07
Depository no.: B 6010
Supervisor: Dr. Puskás László Géza
Supervisor scientific name label: Prof Dr., tudományos tanácsadó, csoportvezető, Magyar Tudományos Akadémia - Szegedi Biológiai Kutatóközpont
URI: http://doktori.bibl.u-szeged.hu/id/eprint/2767
Defence/Citable status: Defended.

Actions (login required)

View Item View Item

Downloads

Downloads per month over past year