Možnosti použití syntetických, teplotně citlivých polymerů pro imobilizaci savčích buněk v in-cell NMR spektroskopii

Bc. Šárka Pospíšilová

Master's thesis

Application potential of synthetic, thermosensitive polymers for immobilization of mammalian cells in in-cell NMR.

Abstract:

Pro studium struktury biomolekul v živých buňkách byla zavedena metoda in-cell NMR. Díky používání průtokového bioreaktoru, jenž zásobuje imobilizované buňky čerstvým médiem, lze zásadně prodloužit dobu in-cell NMR měření. Pro imobilizaci buněk v bioreaktoru se používají různé gelové nosiče, většina však neumožňuje po měření buňky ze vzorku šetrně izolovat zpět. Zde jsem testovala nové kopolymery na bázi PDLLA-PEG-PDLLA, které tvoří gel při vyšších teplotách a tají po ochlazení. Hodnotila jsem jejich cytotoxicitu a možnosti použití pro přípravu in-cell NMR vzorku. Metabolická aktivita buněk byla hodnocena na základě monitorování vnitrobuněčné hladiny ATP pomocí 31P NMR spektroskopie a viabilita buněk byla stanovována pomocí barvení trypanovou modří a propidium jodidem. Kopolymery nejsou pro buňky toxické, podle varianty je lze využít pro in-cell NMR měření při 20 °C nebo při 37 °C a umožňují šetrné uvolnění buněk pro následné analýzy.

Abstract:

The in-cell NMR technique has been employed to study structures of biomolecules in living cells. By using a flow-through bioreactor that supplies fresh medium to the immobilized cells, the duration of in-cell NMR measurements can be significantly extended. Various gel carriers are used to immobilize cells in the bioreactor, but most of them do not allow the cells to be gently recovered from the sample after measurements. Here, I tested new copolymers based on PDLLA-PEG-PDLLA, which form a gel at higher temperatures and melt after cooling. I evaluated their cytotoxicity and suitability for in-cell NMR sample preparation. The metabolic activity of cells was evaluated by monitoring intracellular ATP levels using 31P NMR spectroscopy and cell viability was determined by trypan blue and propidium iodide staining. The copolymers are not toxic to the cells, they can be used for in-cell NMR measurements at 20 °C or 37 °C depending on the variant, and they allow gentle release of the cells for subsequent analysis.

Keywords

In-cell NMR, In-cell NMR bioreaktor, Biopolymer, Imobilizace buněk, Transfekce, In-cell NMR bioreactor, Immobilization of cells, Transfection

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 5. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 21. 6. 2022
• Supervisor: doc. Mgr. Lukáš Trantírek, Ph.D.
• Reader: Mgr. Tomáš Loja, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Bioanalytical Laboratory Diagnostics in Medicine - Bioanalytic / Bioanalytical Laboratory Diagnostics in Medicine - Bioanalyst