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.
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 label:
Supervisor Supervisor scientific name label
Dr. Puskás László Géza
Prof Dr., tudományos tanácsadó, csoportvezető, Magyar Tudományos Akadémia - Szegedi Biológiai Kutatóközpont
Reviewer label:
Reviewer name label Reviewer scientific name label
Dr. Varga Csaba
Dr. Nagy István
PhD, tanszékvezető egyetemi docens, SZTE TTIK Élettani, Szervezettani és Idegtudományi Tanszék
PhD, tudományos munkatárs, MTA SZBK Főigazgatói Csoport
President label:
President name label President scientific name label
Dr. Duda Ernő
DSc, professor emeritus, SZTE ÁOK Orvosi Biológiai Intézet
Member label:
Member name label Member scientific name label
Dr. Krizbai István
Dr. Török Zsolt
DSc, tudományos tanácsadó, MTA SZBK Biofizikai Intézet
PhD, tudományos főmunkatárs, MTA SZBK Biokémiai Intézet
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