Stanovení toxicity pomocí 3D sféroidů

Eliška Rubešová

Bachelor's thesis

Determination of toxicity using 3D spheroids

Abstract:

Celosvětově se nádorová onemocnění řadí na druhé místo v příčině úmrtí hned po kardiovaskulárních onemocnění. Každoročně, jen v České republice, každé páté úmrtí je na nádorové onemocnění, což je za rok 2020 přes 28 000 lidí. Jelikož je vznik nádorových onemocnění z 80 % ovlivněn exogenními faktory jako je kouření, požívání alkoholu, špatná strava, stres, expozice chemickým látkám či ionizujícímu záření a pouze z 20 % genetickými a mutačními procesy, z tohoto důvodu je snaha hledat učinné látky, které budou vykazovat potenciál v učinnosti na nádorové buněčné linie. Většina testů je uskutečněna pomocí klasických 2D in vitro testů využívající reakci živých buněčných mitochondriích s tetrazilovými solemi a vytvoření formazánu. Nicméně takové výsledky nemusejí být zcela přesné, jelikož v 2D modelech nedochází k interakci mezi buňkami jako je tomu u živé tkáně. Z tohoto důvodu jsou využívány 3D metody, mezi které patří i sféroidy – kulovité buněčné útvary, které se podobají více živé tkání. Cílem naší práce bylo otestovat šest alkalooidů: 9-O-demetylgalantin, haemantamin, hippeastrin, masonin, norpluvin a odulin získaných z čeledi Amaryllidaceae na buňky kolorektálního karcinomu buněčné linie HT29. Z této buněčné linie byly vytvořeny sféroidy a třetí den od založení byly pořízeny snímky a následně každý druhý den po dobu 10 dní se focení opakovalo. Současně s focením docházelo k výměně média s testovaným vzorkem o koncentracích 5; 2,5; 1,25; 0,625 µM. Následně byly pořízené snímky vyhodnoceny pomocí programu ImigiJ a data vyhodnocena v programu GrahpadPrism. Z dosažených výsledků je patrné, že u námi testovaných alkaloidů nevykazovaly významnou schopost inhibovat růst sféroidů v nižších koncentracích. Pro vyýznmanou schopnost by muselo dojít k zastavení nebo zpomalení růstu již při koncnetraci 0,625 µM. Růst sféroidů ošetřených alkaloidy byl obdobný jako u kontroly, která nebyla ničím ošetřena.

Abstract:

Summary Worldwide, cancer ranks second only behind to cardiovascular disease as the leading cause of death. Every year, in the Czech Republic alone, one in five deaths is due to cancer, which is over 28,000 people in 2020. Since the development of cancer is 80% influenced by exogenous factors such as smoking, alcohol consumption, poor diet, stress, exposure to chemicals or ionizing radiation and only 20% by genetic and mutational processes, for this reason, there is a search for effective agents that will show potential in acting on cancer cell lines. Most of the tests are performed using classical 2D in vitro assays utilizing the reaction of live cell mitochondria with tetrazil salts to form formazan. However, such results may not be completely accurate as there is no interaction between cells in 2D models as there is in living tissue. For this reason, 3D methods are used, which include spheroids - spherical cell formations that more closely resemble living tissue. The aim of our work was to test six alkaloids: 9-O-demethylgalanthine, haemanthamine, hippeastrine, masonine, norpluvine, and oduline derived from the Amaryllidaceae family on colorectal cancer cells of the HT29 cell line. Spheroids were formed from this cell line and images were taken on the third day after establishment, followed by repeat imaging every other day for 10 days. Simultaneously with the photography, the medium was exchanged with the test sample at concentrations of 5; 2.5; 1.25; 0.625 µM. Subsequently, the acquired images were evaluated using the ImigiJ program and the data were analyzed using the GrahpadPrism program. From the results obtained, it is evident that the alkaloids we tested did not show significant ability to inhibit spheroid growth at lower concentrations. For a significant ability to be detected, growth would have to be stopped or retarded already at a concentration of 0.625 µM. Growth of spheroids treated with alkaloids was similar to the control, which was not treated with anything.

Keywords

HT29, toxicita, alkaloidy, buněčné linie, Amaryllidaceae

Keywords

alkaloids, HT29, toxicity, cell lines, Amaryllidaceae

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Ivo Doskočil, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Agriculture, Horticulture and Rural Development / Nutrition and Foodstuffs