Příprava a využití buněčných linií exprimujících reportérové geny pro kokultivační modely obrovskobuněčných lézí

Anna Vinterová

Bakalářská práce

Development and application of reporter gene-expressing cell lines for coculture models of giant cell lesions

Anotace:

Obrovskobuněčný kostní nádor a chondroblastom patří do heterogenní skupiny obrov-skobuněčných kostních lézí charakterizovaných přítomností mnohojaderných osteo-klastům podobných buněk obklopených stromálními buňkami nebo chondroblasty. Pro jejich studium se běžně využívají 2D kultivační modely, které jsou sice jednoduché a efektivní, avšak nedostatečně odrážejí komplexitu nádorového mikroprostředí. Hlavní nevýhodou je absence mezibuněčné matrix zprostředkovávající interakce mezi různými buněčnými populacemi v rámci celého nádorového mikroprostředí. Dlouhodobá kulti-vace buněk derivovaných z obrovskobuněčného kostního nádoru nebo chondroblasto-mu v monovrstvě navíc vede ke ztrátě osteoklastům podobných buněk. Proto se výzkum momentálně zaměřuje na tvorbu 3D modelů, které umožňují lepší simulaci nádorového mikroprostředí a kokultivaci více buněčných typů. Cílem této bakalářské práce bylo vytvořit buněčné linie stabilně exprimující fluorescenční proteiny pro tvorbu kokultivačních modelů obrovskobuněčných kostních lézí. Pomocí lentivirové transdukce byly připraveny buněčné populace stabilně exprimující červený a zelený flu-orescenční protein, které byly následně použity k tvorbě sféroidů. Bylo prokázáno, že tyto buňky jsou schopny tvořit agregáty, a mohly by být vhodné pro konstrukci kom-plexnějších 3D kokultivačních modelů. Náhrada fluorescenčního proteinu luciferázou otevírá možnosti sledování progrese nádoru a šíření metastáz v myším modelu in vivo.

Abstract:

Giant cell tumor of bone and chondroblastoma are classified into heterogenous group of osteoclastic giant cell–rich bone lesions, which are characterized by the presence of multinuclear osteoclast-like giant cells surrounded by stromal cells or chondroblasts. Two-dimensional culture models are commonly used to study these tumors; although they are simple and effective, they do not sufficiently reflect the complexity of the tumor microenvironment. The main disadvantage is the absence of extracellular matrix, which mediates interactions between different cell types within the whole tumor microenvi-ronment. Additionally, long-term cultivation of cells derived from giant cell tumor of bone or chondroblastoma in monolayer leads to the loss of multinuclear osteoclastic giant cells. Therefore, current research is focused on development of 3D culture models that enable better simulation of the tumor microenvironment and cocultivation of multiple cell populations. The main aim of this bachelor's thesis was to develop cell lines stably expressing the fluorescent proteins for the development of coculture models of giant cell lesions. Using lentiviral transduction, cell populations stably expressing red and green fluorescent proteins were established and subsequently used for spheroid for-mation. The model proved that reporter labeled cells are capable of forming aggregates, suggesting they could be suitable for the development of more complex 3D coculture models. Replacement of fluorescent proteins with luciferase may be useful for monitor-ing tumor progression and metastatic dissemination in mouse models in vivo.

Klíčová slova

obrovskobuněčný kostní nádor, chondroblastom, reportérový gen, fluorescenční protein, lentivirový vektor, 3D kokultivační model, giant cell tumor of bone, chondroblastoma, reporter gene, fluorescent protein, lentiviral vector, 3D co-culture model

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 5. 2026

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 11. 6. 2026
• Vedoucí: doc. RNDr. Jakub Neradil, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Kamila Říhová, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Experimentální a molekulární biologie / Molekulární biologie a genetika