Characterization of reactive oxygen species (ROS) generation in human cells

Bc. Anastasiia BALUKOVA

Master's thesis

Abstract:

Buněčná kultura U937 je pro-monocytární buněčná linie lidského histiocytového lymfomu. Tyto monocyty se mohou diferencovat na dendritické buňky nebo makrofágy. Diferenciace závisí na vlastnostech použitých látek/induktorů, například bylo zjištěno, že buňky U937 aktivované v přítomnosti forbol 12-myristátu 13-acetátu (PMA) se v morfologii buněk změnily; buňky se shromažďovaly, adherovaly a vytvářely pseudopodii. O makrofágech je také známo, že během fagocytózy generují reaktivní formy kyslíku. V této studii zkoumání tvorby intracelulárních ROS v buňkách U937 bylo provedeno za použití fluorescenčních sond, konkrétně Dihydroethidium (DHE) a 3' p (hydroxyfenyl) fluoresceinu (HPF) pro detekci superoxidového anionového radikálu a hydroxylového radikálu. Signál ukazující tvorbu ROS pochází hlavně z buněk podstupujících procesy diferenciace a/nebo apoptózy. K ověření výsledků byla použita elektronová paramagnetická rezonance (EPR). Zvýšené hladiny reaktivních forem kyslíku detekovaných v diferencované U937 buněčné kultuře ukazují podporu mnoha aspektů vývoje a progrese nádoru. Tato studie si klade za cíl zvýšit porozumění generování ROS a jejich charakterizaci v buňkách U937.

Abstract:

The cell culture U937 is a pro-monocytic, human histiocytic lymphoma cell line. These monocytes can differentiate into either dendritic cells or macrophages. The differentiation depends on the characteristic properties of the substances/inducers applied, for instance, U937 cells activated in the presence of phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) were found to be changed in the cell morphology with cells gathering, adhering generously and creating pseudopodia. Macrophages are also known to generate reactive oxygen species (ROS) during phagocytosis. In the current research, the study on the generation of intracellular ROS in U937 cells was done using fluorescent probes, namely Dihydroethidium (DHE) and 3-p-(hydroxyphenyl) fluorescein (HPF) for the detection of superoxide anion radical (O2) and hydroxyl radical (HO), respectively. The signal showing the formation of ROS mainly goes from cells undergoing differentiation and/or apoptosis. To validate the results, electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy was used. Elevated rates of ROS detected in U937 differentiated cell culture indicates the promotion of many aspects of tumor development and progression. This current thesis aims to increase our understanding of ROS generation and its characterization in U937 cells.

Keywords

Buňky U937, reaktivní formy kyslíku, oxidační stres, monocyty, apoptóza, konfokální laserová skenovací mikroskopie, EPR spektroskopie

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 6. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 8. 7. 2020
• Supervisor: Mgr. Ankush Prasad, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biotechnology and Gene Engineering