Fotodynamická terapie in vitro na nádorových buněčných liniích

Bc. Markéta KOLAŘÍKOVÁ

Master's thesis

Photodynamic Therapy in vitro on Tumour Cell Lines

Abstract:

Fotodynamická terapie, jakožto alternativní léčba zejména nádorových onemocnění, využívá světlo, kyslík a fotodynamicky aktivní látku neboli fotosensitizér. Jakmile je fotosensitizér v buňkách aktivován zářením o vlnové délce shodné s absorpčním maximem fotosensitizéru, dochází k produkci reaktivních forem kyslíku, které vedou k buněčnému poškození, případně k buněčné smrti. Fotodynamické reakce byly studovány především na nádorových buněčných liniích HeLa (karcinom děložního čípku) a G361 (lidský melanom). Konfokální mikroskopií byla pozorována lokalizace fotosensitizéru TMPyP v mitochondriích i v lysozomech. Pomocí světelné mikroskopie s fázovým kontrastem byly ověřovány morfologické změny buněk zejména po administraci fotosensitizéru a po jeho následné aktivaci ozářením. Životnost buněk byla ověřována MTT testem a produkce ROS byla studována fluorescenčními metodami buněčného poškození s využitím fluorescenčních značek. Následkem fotodynamické reakce byl u nádorových linií pozorován trend nárůstu reaktivních forem kyslíku v závislosti na koncentraci fotosensitizéru. V souvislosti s ozářením byla rovněž naměřena zvýšená hladina singletního kyslíku u všech buněčných linií a prostřednictvím MTT testu buněčné životnosti bylo prokázáno snížení životnosti v závislosti na zvyšující se koncentraci fotosensitizéru. Z výsledků této práce vyplývá, že fotosensitizér TMPyP je velmi účinný pro navození fotodynamické reakce v nádorových buněčných liniích v in vitro podmínkách.

Abstract:

Photodynamic therapy is an alternative treatment used mainly for cancerous diseases. This therapy uses the properties of light, oxygen and photodynamically active substance called a photosensitiser. After the activation of a photosensitiser with light of an appropriate wavelenght, the reactive oxygen species are formed leading to cell damage or even cell death. In this diploma thesis, photodynamic reactions have been studied with a focus on cancerous cell lines HeLa (cervical cancer cell line) and G361 (human melanoma cell line). Using confocal microscopy the localization of a photosensitizer TMPyP was observed in mitochondria and lysozomes. Using light microscopy with phase contrast, morphological cell changes were assessed after the administration of a photosensitizer and its consequential activation by light. The cell viability was assesed with MTT assay and the production of reactive oxygen species was than studied using fluorescent probes. As a consequence of a photodynamic reaction in cancer cell lines, the growth of reactive oxygen species was observed. This growth was dependent on the concentration of a photosensitiser. Also, the level of singlet oxygen was enhanced after the irradiation in all tested cell lines. Using the MTT assay the reduction in cell viability with a dependency on the rising concentration of the photosensitiser was observed. From these results we conclude that photosensitiser TMPyP is very effective for the induction of photodynamic reactions in cancerous cell lines in vitro.

Keywords

Fotodynamická terapie, fotosensitizér, reaktivní formy kyslíku, singletní kyslík, apoptóza, nekróza

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: prof. RNDr. Hana Kolářová, CSc.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biotechnology and Gene Engineering