Anotácie prednášok
Lenka Baranovičová
Prečo génová terapia a prečo kmeňové bunky? (pdf, 120kB)
Génová terapia je podľa všeobecnej definície vloženie génu (DNA) do bunky za účelom nahradenia jeho chybnej, či chýbajúcej kópie. Dosiahne sa pri tom vyliečenie, či zmiernenie príznakov choroby. Existuje mnoho ochorení, kde by génová terapia dosiahla želaný efekt a pomohla tak vyliečiť napríklad cystickú fibrózu, diabetes, kardiovaskulárne ochorenia, hemofíliu, vírusové infekčné ochorenia (AIDS), či dokonca rakovinu. V súčasnej dobe sa však stále hľadajú vhodní kandidáti i funkčné gény a hoci výskum za posledných pár desaťročí napredoval závratným tempom, je stále potreba vylepšovať a skvalitňovať prevedenie génovej terapie.
Génová terapia v kombinácii s kmeňovými bunkami tvorí veľmi sľubnú dvojicu, ktorá prináša mnoho výhod do sveta medicíny i vedy. Kmeňové bunky majú totiž veľmi zaujímavú vlastnosť – dokážu v ľudskom tele vyhľadať nádory, čo vieme využiť v nasmerovanej protinádorovej terapii. Ak tieto bunky v laboratóriu geneticky upravíme – vložíme do nich špecifický gén z iného organizmu (z baktérie alebo z vírusu), jeho produkt (enzým) je schopný premeniť neškodnú látku na toxickú. Ak by sme onkologickému pacientovi vpravili do tela takto upravné kmeňové bunky a podali mu netoxické predliečivo, tak by kmeňové bunky vyhľadali nádor. V jeho mieste by premenili toto predliečivo na toxické chemoterapeutikum a tým by sa zničili nádorové bunky. Takýmto spôsobom by sa predišlo používaniu bežných chemoterapeutík a pacient by tak nebol zaťažený ich škodlivými účinkami. Táto metóda sa pomaly dostáva z laboratórnych podmienok do klinickej praxe, kde by mohla nájsť uplatnenie pri liečbe onkologických ochorení.
Roman Bohovič
Kontext a architektúra. Génová terapia nádorových ochorení. (pdf, 120kB)
Pri pohľade na snímok pacienta s nádorovým ochorením uskutočneným počítačovou tomografiou by sme mohli vidieť oválny až okrúhly tvar nádoru. V laboratórnych podmienkach je však rast nádorových buniek na dne plochej kultivačnej misky. Ak im umožníme prirodzený rast do všetkých strán, získame tým malú vzorku nádoru, ponášajúcu sa na pôvodný pacientsky nádor. Takýto model môžeme následne "skopírovať" a vytvoriť tisícky identických subjektov. Každý subjekt, podrobený novým liečivám či experimentálnym prístupom, prináša odpovede, ktoré sú porovnateľné s odpoveďou od pacienta. Mezenchýmové kmeňové bunky sú významným nástrojom pri experimentálnom prístupe v boji proti rakovine. Vyplýva to kontextu ich funkcie, ako buniek podporujúcich opravu tkaniva so zápalom. Kmeňové bunky s vloženým samovražedným génom či vírusom účinnejšie zmenšia počet nádorových buniek v porovnaní s podávanými chemoterapeutikami.
Barbora Buliaková
Cielená liečba rakoviny (pdf, 116kB)
Nanočastice magnetitu nachádzajú v súčasnosti široké využitie v biomedicínskych aplikáciách, diagnostických i terapeutických. Veľký záujem je o ich využitie v magnetickej rezonancii, v hypertermálnej terapii nádorov a ako nanonosiče liečiv pre cielenú liečbu rakoviny (napr. rakovina pľúc). Cytoplazmatická membrána je významnou bariérou pre úspešný transport liečiva do cytosolu bunky. Nielen živiny, ale aj nanočastice sa dostávajú do bunky endocytózou. Štúdium mechanizmu transportu nanočastíc do bunky a faktorov, ktoré tento proces ovplyvňujú, je dôležitý pre vývoj vhodných nanonosičov pre transport liečiv do cielených nádorov.
Matúš Durdík
Odpoveď DNA na poškodenie (pdf, 118kB)
DNA je základnou jednotkou genetickej informácie. DNA uložená v našich bunkách je denne poškodzovaná rôznymi vplyvmi, ktoré na ňu pôsobia či už zvonku alebo zvnútra (rôzne typy žiarenia, fajčenie). Najtoxickejším a pre bunku najnebezpečnejším poškodením sú DNA dvojvláknové zlomy. Ak nie sú správne opravené, môže to viesť k poškodeniu genetickej informácie, čo môže viesť až k rakovinovému bujneniu. Hlavnou príčinou vzniku DNA dvojvláknových zlomov je ionizačné žiarenie. V našom laboratóriu skúmame formovanie opravných miest, ktoré sa tvoria v mieste dvojvláknového zlomu a sú tvorené rôznymi DNA opravnými proteínmi.
Erika Ďuriníková
Vírusy napomáhajúce v protinádorovej génovej terapii (pdf, 123kB)
Vírusy sú najmenšie biologické jednotky - nebunkové organizmy pozostávajúce z nukleovej kyseliny (RNA, DNA) vloženej do proteínového obalu. Zaraďujeme ich medzi intracelulárne parazity, čo znamená, že sa môžu reprodukovať iba vo vnútri živej bunky, nakoľko nemajú vlastný proteosyntetický aparát. Práve vďaka ich vyvinutému mechanizmu prestupu do bunky a využitiu bunkovej mašinérie sa vírusy stali logickým nástrojom na dopravenie požadovaného genetického materiálu pri tzv. génovej terapii, kedy sme schopní prostredníctvom vírusu dopraviť do mezenchymálnej stromálnej/kmeňovej bunky terapeutický gén. Ten sa pri delení bunky prenáša v rovnakej kópii do dcérskych buniek. Prirodzenou vlastnosťou mezenchýmových stromálnych/kmeňových buniek je putovanie do miesta poškodenia v organizme, a za také považujú i nádor. Pri podaní netoxického, v humánnej medicíne používaného liečiva, sa prostredníctvom produktu nášho špecifického terapeutického génu z tejto látky vytvorí vysoko toxické chemoterapeutikum usmrcujúce nádorové bunky iba v mieste samotného nádoru – bez systémovej toxicity. Pri závažných a ťažko liečiteľných onkologických ochoreniach sa táto tzv. protinádorová génová terapia dostáva do popredia experimentálnych výskumov.
Katarína Hainová
Genetika v službách onkológie (pdf, 120kB)
Kniha rakoviny obsahuje stovky génov spojených so vznikom choroby. Genetika nádorových ochorení preto v súčasnosti predstavuje nepostrádateľnú súčasť klinickej onkológie, najmä na úrovni diagnostiky týchto ochorení. Dnes sa okrem rakoviny prsníka a vaječníkov, hrubého čreva, prostaty a štítnej žľazy dá z kvapky krvi zistiť dedičná predispozícia aj pre rakovinu kože, mozgu a ďalších. Keďže vznik nádorov je spojený s poškodením génov, začalo sa uvažovať o možnostiach prepravy zdravého génu do buniek, ktorých gén je poškodený a nahradiť tak poškodený gén génom funkčným. Možnosťami, ako tak urobiť, sa zaoberá génová terapia. Nosičmi zdravých génov môžu byť i baktérie. Na vývoji nových prístupov génovej terapie sa neustále pracuje. Niektoré z nich, po úspešných pokusoch na zvieratách, prešli do ďalšej fázy klinických štúdií. V Číne sa dokonca génová terapia využíva na liečbu spinocelulárnych nádorov hlavy a krku. V budúcnosti sa práve tento typ terapie môže stať jednou z najúčinnejších zbraní v boji proti nádorovým ochoreniam.
Viera Kajabová
Novinky vo výskume a liečbe nádoru prsníka (pdf, 121kB)
Karcinóm prsníka je celosvetovo najčastejšie sa vyskytujúce nádorové ochorenie v ženskej populácii. Výskum v tejto oblasti sa zameriava na odhalenie faktorov životného štýlu, ktoré ovplyvňujú riziko vzniku nádorov prsníka, ďalej sa analyzujú mutácie a polymorfizmy rôznych génov súvisiacich s vývinom tumoru. Neustále sa vyvíjajú nové diagnostické metódy a nové typy liečiv, ktoré sú šité na mieru pacientom. Pomerne novou témou je štúdium cirkulujúcich nádorových buniek (circulating tumor cells - CTC). CTC bunky sú schopné aktívne vycestovať z primárneho nádoru, preniknúť do tkanív obklopujúcich nádor, prejsť do krvného obehu, uniknúť obrannej reakcii imunitného systému a začať sa množiť vo vzdialenom orgáne – metastázovať. V procese nazývanom epiteliálno - mezenchymálny prechod (EMT), získavajú CTC bunky špecifické vlastnosti, ako napríklad zvýšená pohyblivosť a invazivita. Detekcia prítomnosti cirkulujúcich nádorových buniek v periférnej krvi môže byť potenciálne klinicky využitá ako nový prognostický faktor u onkologických pacientov.
Pavol Košík
Leukémia a preleukemické klony v pupočníkovej krvi (pdf, 124kB)
V súčasnosti je už zrejmé, že väčšina, ak nie všetky, tkanivá a orgány, včítane kože, mozgu a krvi, obsahujú kmeňové bunky, ktoré predstavujú bunkový základ pre pôvod rôznych typov nádorov a leukémie. Hematopoietické kmeňové bunky (HSCs) sa vyznačujú schopnosťou sebaobnoviť sa a diferencovať na celé spektrum krvných buniek. Avšak izolácia HSCs z kostnej drene je invazívna a môže zapríčiniť infekciu, krvácanie a chronickú bolesť. V posledných desaťročiach sa ľudská pupočníkova krv považuje za alternatívu kostnej drene v bunkových transplantáciách a terapiách pre jej hematopoietické zloženie. Bunková DNA je pod neustálym vplyvom faktorov exogénneho a endogénneho genotoxického stresu, ktorý rezultuje do dočasného alebo akumulovaného poškodenia DNA a genomickej instability. Dvojreťazcové zlomy (DSBs) predstavujú najvýznamnejší typ DNA poškodenia. Poruchy v oprave DSBs môžu viesť k vzniku preleukemických klonov – translokácii. Takéto translokácie rezultujú do chimerických alebo fúznych génov, ktoré produkujú hybridné proteíny so zmenenými vlastnosťami. Samotné translokácie zvyčajne nie sú dostatočné pre vznik choroby, ale možno pomocou nich predpovedať riziko vzniku leukémie u detí. Existuje jednoznačný dôkaz, že viaceré translokácie, ktoré sú asociované s leukémiou, vznikajú pred narodením dieťaťa ešte počas vývinu v maternici. Akútna leukémia je najčastejšou formou rakoviny u detí v rozvinutých krajinách, kde je zodpovedná za 1/3 všetkých malignít v tejto vekovej skupine.
Jana Rendeková
Medzireťazcové krížne väzby a ich oprava (pdf, 121kB)
Medzireťazcové krížne väzby (ICL) predstavujú pevné spojenia buď jedného alebo obidvoch vlákien DNA. Sú pre bunku mimoriadne toxické, pretože zabraňujú prepisu a duplikácii genetického materiálu a deleniu buniek a pokiaľ nie sú účinne opravené vedú k tvorbe mutácií a rakovine alebo k smrti bunky. Látky vytvárajúce ICL našli široké uplatnenie v klinike pri liečbe onkologických ochorení. Inhibítory niektorých opravných faktorov (topoizomeráz, nukleáz, polymeráz) majú protinádorové vlastnosti a používajú sa v kombinovanom type liečby nádorov s klasickým chemoterapeutikom. Pacienti, ktorí majú defekty v ICL oprave tzv. Fanconi anémia pacienti, majú predispozíciu na široké spektrum nádorových ochorení. Naším zámerom je preto štúdium mechanizmov opravy DNA poškodenej látkami vytvárajúcimi ICL u nižších eukaryotických mikroorganizmov kvasiniek Saccharomyces cerevisiae.
Eva Sedláčková
Slnečné žiarenie a rakovina kože (pdf, 121kB)
Ultrafialové žiarenie (UV žiarenie), zložka slnečného žiarenia, patrí medzi hlavné faktory, ktoré môžu spôsobiť rakovinu kože. UV žiarenie vyvoláva množstvo nepriaznivých procesov v bunke - poškodzuje molekulu DNA, navodzuje zápalové reakcie alebo potláča imunitnú odpoveď kožných buniek. Okrem UV žiarenia vplývajú na zdravie človeka aj chemické látky prítomné v znečistenom životnom prostredí. Tieto látky sa vyskytujú v prostredí v neaktívnom stave, ale UV žiarenie ich dokáže zmeniť na chemicky reaktívne štruktúry. Vzniknuté reaktívne fotoprodukty potom môžu ľahšie reagovať s molekulou DNA a spôsobovať poškodenia, ktoré vedú ku karcinogenéze, čiže k procesu, ktorým nádor vzniká a ďalej sa rozvíja.
Svetlana Školeková
Zdravé bunky v nádorovom mikroprostredí ako potenciálny cieľ liečby (pdf, 121kB)
Mikroprostredie nádoru zohráva veľmi dôležitú úlohu v rozvoji nádorového ochorenia. Viacero výskumných tímov dokázalo vzájomnú komunikáciu medzi nádorovými bunkami a bunkami, ktoré ich obklopujú. Nenapomáhajú im len pri raste a šírení, ale môžu ovplyvňovať aj citlivosť nádorových buniek na liečbu. Publikované experimenty poukazujú aj na možnosť zastavenia nádorového bujnenia pomocou ovplyvňovania mikroprostredia nádorových buniek, ale aj na to, že práve mikroprostredie nádoru može byť zodpovedné za rezistenciu nádorových buniek. Mikroprostredie, na rozdiel od nádorových buniek, nie je tvorené geneticky nestabilnými bunkami. Keď sa teda v liečbe zameriame na normálne bunky, v ktorých mutácie nevznikajú tak často, mohlo by sa nám podariť prostredníctvom nich prinútiť nádorové bunky k odpovedi na liečbu.
Alexandra Somsedíková
Rádioterapia od Röntgena doteraz (pdf, 72kB)
Rádioterapia ako liečebná metóda sa začala využívať v medicíne po dvoch prevratných objavoch. Keď v roku 1896 objavil Wilhelm Conrad Röntgen X-lúče a o tri roky neskôr Pierre a Marie Curie izolovali prvok rádia, začala sa nová éra v medicíne. Rovnako ako u každej novej technológie, bolo potrebné nájsť rovnováhu medzi prospešnými a potenciálne škodlivými účinkami žiarenia na organizmus. Rádioterapia je jedným zo štandardných terapeutických postupov pri liečbe onkologického ochorenia, ktorý využíva deštruktívne pôsobenie ionizujúceho žiarenia na nádorové bunky. Pri rádioterapii sa využíva skutočnosť, že ionizačné žiarenie, vyvoláva rôzne typy poškodenia genetického materiálu (DNA), ktoré, ak nie sú opravené, spôsobujú smrť bunky. Technický rozvoj t.j. využívanie lineárnych urýchľovačov, umelých rádioizotopov a protónov, presné ožiarenie nádoru bez výraznejšieho ožiarenia okolitých zdravých tkanív, študovanie biologického účinku žiarenia na nádorové a zdravé bunky, umožnili zavedenie nových štandardov v liečbe, ktoré sú v súčasnosti účinnejšie, šetrnejšie a znižujú postihnutie zdravých tkanív.
Annamária Srančíková
Prírodné látky a ich využitie v prevencii rakoviny (pdf, 118kB)
Rakovina je hlavnou príčinou úmrtnosti na celom svete a je charakterizovaná nekontrolovaným rastom a šírením abnormálnych buniek v organizme. Na jej vzniku sa podielajú faktory ako je genetická výbava človeka a vplyv vonkajšieho prostredia - tabakový dym, chemikálie, žiarenie a vírusy. V súčasnosti sa využívajú rôzne liečebné postupy, pričom mnohé vedecké výskumy sa zameriavajú na rozvoj nových prístupov, využívajúcich potenciál prírodných látok. Ukázalo sa, že tradičné liečivé rastliny obsahujú látky, ktoré sú schopné aktivovať obranný mechanizmy bunky, zasahovať do bunkovej komunikácie, do deliaceho cyklu bunky, poprípade vyvolať programovanú smrť buniek - apoptózu a tým zlikvidovať poškodené bunky.
Kristína Stanová
Využitie kvasiniek vo výskume rakoviny (pdf, 123kB)
Kvasinky predstavujú výborný model pri štúdiu rakoviny. Manipulácia s kvasinkami je jednoduchá a elegantná a dôležité gény sú podobné tým ľudským. Vďaka týmto plusom vedci v minulosti mohli nájsť a popísať mnoho génov, ktoré sú zapojené do odpovede bunky na poškodenie DNA a jej opravy, či kontroly bunkového cyklu. Takto využil pekárenské kvasinky Saccharomyces cerevisiae aj Lee Hartwell v 60. rokoch minulého storočia. Pomocou týchto kvasiniek identifikoval viac ako 100 génov, ktoré riadia delenie buniek. V roku 2001 mu bola za tento výskum udelená Nobelova cena. U nás v laboratóriu sa zaoberáme štúdiom mechanizmov a úlohou jednotlivých proteínov, ktoré účinkujú v odpovedi buniek na poškodenie DNA a ich oprave. Tieto poznatky sú nevyhnutné pre ďalšie pochopenie biológie nádorovej bunky. Lepšie preskúmanie týchto proteínov nám v budúcnosti umožní nájsť nielen potencionálne klinické markery, ale aj látky potlačujúce rakovinové bujnenie.
Martina Zdurienčíková
Exozómy, sprostredkovatelia medzibunkovej komunikácie (pdf, 125kB)
Exozómy predstavujú malé membránové vačky endocytického pôvodu. Sú produkované takmer všetkými bunkami a ich veľkosť sa pohybuje v rozsahu 30-100 nm. Ich prítomnosť bola zistená v telesných tekutinách ako napríklad v slinách, materskom mlieku, moči alebo krvi. V posledných rokoch sa rozsiahlo študuje biologická aktivita exozómov. Doposiaľ získané poznatky poukazujú na ich úlohu najmä ako na mediátory medzibunkovej komunikácie, signalizátory medzi susediacimi bunkami a molekuly zabezpečujúce procesy, ktoré vyvolávajú imunitnú odpoveď. Exozómy vo svojom vnútri obsahujú rôzne regulačné typy molekúl ako napríklad RNA, proteíny a lipidy, vďaka ktorým, po ich prenesení do cieľovej bunky, môžu ovplyvniť vlastnosti bunky. Ďalším štúdiom a charakterizáciou exozómov možeme prispieť k lepšiemu pochopeniu nádorovej progresie. Ich presnejšou identifikáciou a charakterizáciou, vďaka ich voľnému výskytu v telesných tekutinách (najmä krvi), predstavujú nový neinvazívny prístup v diagnostike nádorových ochorení.