Studium dynamiky živých lidských buněk v odezvě na běžné kontaminanty vod s cílem vývoje citlivého specifického analytického postupu

Jan KOŠEK

Bachelor's thesis

Abstract:

Bakalářská práce se věnuje problematice testování toxicity chemických látek. V současném chemickém a farmaceutickém průmyslu se produkuje tisíce nových látek ročně, což přináší potřebu dostatečného zajištění bezpečnosti spotřebitelů a ochrany životního prostředí. In vitro testování se v této problematice stává stále důležitějším výzkumným nástrojem. Tato práce ověřuje teoretické základy a navržený algoritmus vyvinutý Lonhusem a kol. laboratoře experimentálních komplexních systémů v Nových Hradech a jeho možné budoucí aplikace v in vitro testování. Tento nový přístup využívá principů mikroreologie a sleduje zrychlené robustní příznaky v digitálním obraze, které přepočítává na vektory trajektorií částic vnitrobuněčné hmoty. Mikroreologie je relativně nová oblast výzkumu v biologii a přírodních vědách, která se zabývá studiem toku a deformace materiálů na mikroskopické úrovni. Algoritmus odděluje dvě hlavní komponenty pohybů uvnitř buněk: přímý pohyb organel s většími částicemi a náhodný Brownův pohyb. Výhodou této metody je potenciál jednoduchého použití a její citlivosti. Metoda umožňuje získání důležitých prvotních informací o účinku chemických látek na buněčné kultury.

Abstract:

The bachelor thesis is devoted to testing the toxicity of chemical substances. In the current chemical and pharmaceutical industry, thousands of new substances are produced annually, which brings about the need to ensure sufficient consumer safety and environmental protection. In vitro testing is becoming an increasingly important research tool in this issue. This work verifies the theoretical foundations and proposes an algorithm developed by Lonhus et al. from the Laboratory of experimental complex systems in Nové Hrady and its possible future applications in in vitro testing. This new approach uses the principles of microrheology and tracks Speed-Up Robust Features (SURF) in a digital image and converts them into vectors of trajectories of intracellular mass particles. Microrheology is a relatively new field of research in life sciences and deals with the study of flow and deformation of materials at the microscopic level. The algorithm separates two main components of the movements inside the cells: direct movement of organelles as larger particles and random Brownian motion. The advantage of this method is its potential of easy use and sensitivity. The method makes it possible to obtain important primary information about the effect of chemical substances on cell cultures.

Keywords

2D kultivace, buněčné kultury, mikroreologie, Hep G2 buněčná kultura, in vitro, SURF (z angl. "Speeded Up Robust Features"), MPT (z angl. "Random Multiple Particle Tracking"), terbuthylazin-2-hydroxy, Dimethylsulfoxid

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 5. 2023

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Renata Štysová Rychtáriková, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Bachelor programme / field:
Ochrana vod / Protection of Waters