Buněčný příjem a biotransformace sinicových toxinů v savčích tkáňových kulturách in vitro

Bc. Hana Klímová

Master's thesis

Cellular uptake and biotransformation of cyanobacterial toxins in mammalian cell cultures in vitro

Abstract:

Masivní rozvoj sinic je spojen s celou řadou negativních jevů, z nichž nejzávažnější problém s ohledem na možná zdravotní rizika představuje produkce sinicových toxinů (cyanotoxinů). Mezi nejnebezpečnější a celosvětově nejrozšířenější sinicové toxiny patří hepatotoxické microcystiny. V posledních letech je v prostředí se zvyšující se četností detekován také další významným cyanotoxin – cylindrospermopsinu. Tato práce popisuje mechanismus příjmu, účinku a biotransformace obou výše uvedených sinicových toxinů v savčích buňkách. V praktické části je pak hodnocen vliv média a použitého laboratorního materiálu na koncentraci cyanotoxinů v in vitro systémech. Dále byly hodnoceny změny koncentrací cyanotoxinů v kultivačním médiu v přítomnosti kultur jaterních lidských kmenových buněk HL1 hT1 nebo potkaních jaterních epiteliálních buněk WB-F344 kultivovaných v monovrstvě nebo jako buněčné sféroidy. V těchto buněčných liniích exponovaných microcystiny byly pomocí imunochemických metod detekovány intracelulární adukty microcystinu-LR s proteiny. Pomocí RT PCR byla rovněž hodnocena exprese membránových transportních proteinů OATP/Oatp, které jsou zodpovědné za vstup microcystinu do savčích buněk.

Abstract:

Massive proliferations of cyanobacteria have been associated with many negative consqequences, when production of cyanobacterial toxins (cyanotoxins) represents probably the most serious issue with respect to possible human health risks. Hepatotoxic microcystins are probably the most hazardous and globally occurring cyanotoxins. Recently, another important cyanotoxin – cylindrospermopsin, is being detected in the environment with an increasing frequency. This thesis summarizes the information on mechanisms of uptake, effect and biotransformation of both these cyanotoxinsin the mammalian cells. In the experimental part, the effect of different liquid media and material of laboratory vessels on the concentrations of cyanotoxins in the in vitro system was evaluated. Furthermore, changes in cyanotoxin concentration in cell culture medium during the monolayer or spheroid culture experiments with human adult liver stem cells HL1-hT1 or rat liver epithelial cells WB-F344 were evaluated. In HL1-hT1 and WB-F344 cells exposed to microcystin, microcystin-LR-protein adducts were detected using immunochemical methods. Expression of OATP/Oatp genes encoding membrane transporters responsible for intracellular uptake of microcystins by mammalian cells was also evaluated using RT-PCR in these cell lines.

Keywords

cyanotoxiny, microcystin, cylindrospermopsin, buněčný příjem, biotransformace, in vitro, Cyanotoxins, Cellular uptake, Biotransformation

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 3. 6. 2016
• Supervisor: RNDr. Pavel Babica, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology