Modulace povrchu nanočástic za účelem zvýšení jejich biokompatibility

Bc. Silvie Otáhalová

Master's thesis

Modulation of nanoparticle surfaces to increase their biocompatibility

Abstract:

Diplomová práce je zaměřena na in vitro metody testování biokompatibility nanočástic. Literární přehled přináší základní souhrn informací o nanočásticích, jejich rozdělení, využití a metodách, díky kterým lze predikovat jejich vliv na organismus. Dále jsou popsány způsoby povrchové úpravy nanotransportérů na bázi apoferritinu. Mezi stěžejní analýzy této práce patří stanovení tvorby proteinových koron po inkubaci organických i anorganických nanočástic s fetálním bovinním sérem a lidským krevním sérem pomocí SDS – PAGE, predikce imunitní odpovědi organismu pomocí aktivace komplementového systému, hemolytické účinky nanočástic na erytrocyty, enkapsulace cytostatik do nanotrasportérů a jejich povrchové úpravy. Nejvyšší biokompatibilita byla pozorována u nanočástic vytvořených enkapsulací potenciálního cytostatického léčiva ellipticin do apoferritinu pocházejícího z koňské sleziny, kdy byl tento komplex povrchově modifikován pomocí metod PASylace či PEGylace. Následně byly u těchto nanočástic pozorovány jejich účinky na metabolickou aktivitu epiteliálních buněk prostaty PNT1A a fibroblasty předkožky HS-27.

Abstract:

The diploma thesis is focused on in vitro methods for testing biocompatibility of nanoparticles. The literature review provides a basic summary of information about nanoparticles, their distribution, utilization and methods that can predict their impact on the organism. Furthermore, methods of surface modification of apoferritin-based nanocarriers are described. The significant analysis of this work include determination of protein corona formation after incubation of organic and inorganic nanoparticles with fetal bovine serum and human blood serum via SDS – PAGE, prediction of immune response of the organism by activation of complement system, hemolytic effects of nanoparticles on erythrocytes, encapsulation of cytotoxic drugs into nanocarriers and their surface modifications. The highest biocompatibility was possessed by nanoparticles prepared via encapsulation of a potential cytotoxic drug ellipticin into apoferritin derived from equine spleen, followed by modification of the surface of this complex via PASylation or PEGylation methods. Further, we performed the investigation of the8effects of these nanoparticles on the metabolic activity of epithelial prostate cell line PNT1A and fibroblast cell line from foreskin HS-27.

Keywords

apoferritin, biokompatibilita, nanomedicína, nanotransportéry, povrchové modifikace

Keywords

surface modification, nanomedicine, apoferritin, biocompatibility, nanocarriers

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 4. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Simona Dostálová, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Master programme / field:
Animal Breeding / Animal Biotechnology