tytuł: | Rola tlenku azotu w odpowiedzi komórek nowotworowych na stres terapii fotodynamicznej : efekt sąsiedztwa |
autor: | Bazak Jerzy |
recenzent: | Gwoździński Krzysztof, Sieroń Aleksander |
promotor: | Korytowski Witold |
instytucja sprawcza: | Uniwersytet Jagielloński. Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii |
miejsce powstania: |
Kraków |
data obrony : | 2020-10-05 |
strony: | 113 |
sygnatura : |
Dokt. 2020/131 |
uwagi: | Dostęp do publikacji jest możliwy w Archiwum UJ |
język: | polski |
abstrakt w j. polskim: | Terapia fotodynamiczna jest unikalną metodą terapeutyczną wykorzystująca środek uczulający, światło i tlen, mogącą inicjować w komórkach nowotworowych apoptozę. W komórkach które przeżyły pierwotny stres terapeutyczny dochodzi do wzrostu ekspresji indukowalnej formy syntazy tlenku azotu (iNOS) i w konsekwencji wzmożonej produkcji tlenku azotu (NO). Przedstawiana rozprawa skupia się w głównej mierze na badaniu jego wpływu na zmianę agresywności komórek nowotworowych, niepoddanych bezpośrednio stresowi, ale znajdujących się w pobliżu komórek fotouczulanych. Prowadzone in vitro obserwacje komórek sąsiadujących przeprowadzono z zastosowaniem autorskiego protokołu wykorzystującego silikonowe separatory oddzielające komórki uczulane od sąsiadujących. Po usunięciu separatorów, obie frakcje komórek hodowano razem, bez fizycznego kontaktu obu populacji, dzięki czemu możliwym było obserwowanie wpływu jednej populacji na drugą. W niniejszej pracy, pokazano nie tylko wzrost szybkości proliferacji i migracji komórek poddanych stresowi fotodynamicznemu, ale także, po raz pierwszy, jak takie komórki mogą oddziaływać na populację komórek sąsiadujących - niepoddanych stresowi. W swojej pracy pokazuję, że niepożądane z punku widzenia terapii, efekty zwiększające przeżywalność nowotworów, mogą przenosić się na komórki niepoddane terapii i zwiększać ich szybkość proliferacji i migracji. Wykazałem, że linie komórkowe charakteryzujące się różną ekspresją iNOS, wykazują zróżnicowaną odpowiedź na stres fotodynamiczny. Opisane badania z użyciem, między innymi, zmiatacza NO (cPTIO) i inhibitora iNOS (1400W) pozwoliły na zidentyfikowanie NO jako konieczny i wystarczający czynnik odpowiedzialny za zwiększenie agresywności komórek sąsiadujących. Zaobserwowano również korelację między poziomem konstytutywnej ekspresji iNOS, a tempem proliferacji komórek niepoddanych stresowi. Analiza Western Blot pozwoliła przyjrzeć się zmianom ekspresji i aktywacji szeregu białek efektorowych, przybliżając poznanie szlaków sygnałowych, zaangażowanych w opisywanym efekcie sąsiedztwa. Przedstawiana praca wydaje się ważna z uwagi na obserwowane, potencjalnie negatywne, skutki uboczne terapii przeciwnowotworowej, które mogą wpływać na pogorszenie jej wyniku. Poznanie praw rządzących tym zjawiskiem pozwoli, być może, w przyszłości na opracowanie skuteczniejszych metod terapeutycznych. |
abstrakt w j. angielskim: | Photodynamic therapy (PDT) is a unique therapeutic approach in which combination of a sensitizer, light, and oxygen is used to initiate cancer cell apoptosis and eradication of the tumor. Several cellular processes are initiated by PDT, including increased expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS), and increased production of nitric oxide (NO) in the therapy-surviving cell fraction. The presented dissertation focuses on studying NO impact on the aggressiveness of non-stressed cancer cells (bystander cells) localized in the proximity of therapy-hit cells (target cells). Observations of bystander cells was possible thanks to the new protocol developed by the author, in which silicone separators divide target cells from bystander cells population. After removing the separators, the cells are cultured together, so that it becomes possible to observe the impact of one population on the other. Earlier, PDT modeling studies, in which 5-aminolevulinic acid was used as a precursor of protoporphyrin IX sensitizer, showed a NO-dependent increase in the survival of tumor cells subjected to photodynamic stress. However, the question how cells exposed to this type of stress might affect the population of non-stressed bystander cells, was never addressed. In the presented study, experimental evidence is provided that PDT-stressed tumor cells can spread signal to untreated bystander cells, increasing their growth and migration rate. That response is correlated with intrinsic expression of iNOS. Nitric oxide scavenger, partial nock-out of iNOS, or specific iNOS inhibitors decrease observed effects, confirming the role of NO in the signal transmission process. A correlation was also observed between the level of constitutive iNOS expression and the proliferation rate of non-stressed cells. Western Blot analysis was used to look at changes in the expression of some key proteins, bringing closer understanding of the signaling pathways governing the described phenomenon. The presented work is important since it describes phenomenon that might potentially negatively impact the outcome of therapy. Understanding the mechanism governing bystander effects might help in the development of more effective treatments. |
słowa kluczowe w j. polskim: | efekt sąsiedztwa, terapia fotodynamiczna, tlenek azotu |
wydział: instytut / zakład / katedra: | Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii : Zakład Biofizyki |
typ: | rozprawa doktorska |