Metabolismus buněk účastnících se vzniku peritoneálních adhezí

Bc. Michaela Kerberová

Master's thesis

Metabolism of cells participating in peritoneal adhesions formation

Abstract:

Peritoneální adheze vznikají po operačním zásahu či vlivem dlouhodobé dialýzy, zánětu nebo poškození v oblasti dutiny břišní. Přesný mechanismus vzniku těchto fibrotických spojů není doposud kompletně prozkoumán, a to i přes důležitost jejich prevence či následné léčby. Proto je tato diplomová práce zaměřená na in vitro studium signalizačních a metabolických procesů odehrávajících se v mezoteliálních buňkách (MCs), které jsou považovány za jedny z klíčových pro vznik a rozvoj adhezí. V rámci práce je sledováno propojení mezi metabolickými dráhami a profibrotickou aktivací mezoteliální buněčné linie MeT 5A. Konkrétně jsou studovány profibrotické, hypoxické a metabolické dráhy ovlivněné TGF-β, profibrotickým aktivátorem, a DMOG, stabilizátorem HIF-1α signální dráhy. Dále je studován vliv potenciálních modulátorů cukerného metabolismu, 4-MU, 2 DG, manózy, ať už samostatně, nebo v kombinaci s TGF-β a DMOG. Ovlivnění buněk zmíněnými látkami bylo zkoumáno pomocí detekce vybraných markerů a metabolomické studie za využití Agilent Seahorse XF analyzátoru. Bylo zjištěno, že stabilizace HIF-1α u MCs ovlivnila buněčný metabolismus ve prospěch glykolýzy, což je jeden z průvodních dějů MMT a profibrotické aktivace. DMOG, v porovnání s TGF-β, na MeT-5A přímo profibroticky nepůsobil. Dále byly inhibovány glykolytické procesy pomocí 2-DG, nicméně přímý efekt modulátorů buněčného metabolismu na profibrotickou aktivaci MCs nebyl prokázán. Vývoj efektivních strategií bránících vzniku peritoneálních adhezí založený na poznání přesné molekulární podstaty těchto patologických dějů si však zaslouží další podrobné zkoumání.

Abstract:

Peritoneal adhesions occur after surgery or due to long-term dialysis, inflammation, or injury to the abdominal cavity. The exact mechanism of the fibrotic formation has not been completely investigated yet, even though the prevention or subsequent treatment of peritoneal adhesions is strongly required. Therefore, the objective of this thesis is to study signalling and metabolic processes taking place in mesothelial cells (MCs), which are considered to be key cells in adhesiogenic process. Specifically, profibrotic, hypoxic, and metabolic pathways affected by TGF-β, a profibrotic activator, and DMOG, a stabilizer of the HIF 1α signalling pathway, are studied in the mesothelial cell line MeT-5A. Furthermore, MeT-5A cells are affected by potential metabolic modulators, 4 MU, 2 DG, mannose, either alone or in combination with TGF-β and DMOG. Selected markers detection and a metabolomics study using an Agilent Seahorse XF analyser have been used to investigate the impact of certain substances on the cells. Stabilization of HIF-1α affected cellular metabolism in favour of glycolysis, which is one of the concomitant actions of MMT and profibrotic activation. In comparison to TGF-β, DMOG did not have a direct profibrotic effect on MeT-5A. Further, 2-DG inhibited glycolytic processes, however, the direct effect of metabolic modulators on profibrotic activation of MCs has not been proved. Nevertheless, exact understanding of peritoneal adhesions initiation is necessary for development of effective strategies to prevent these pathological actions and requires more detailed investigations.

Keywords

fibróza, peritoneální adheze, mezoteliální buňky, metabolismus, hypoxie, fibrosis, peritoneal adhesions, mesothelial cells, metabolism, hypoxia

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 6. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 29. 6. 2021
• Supervisor: Mgr. Gabriela Ambrožová, Ph.D.
• Reader: Mgr. Ondřej Vašíček, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Analytical biochemistry