Warburgůf efekt – podstata a mechanismus regulace

Mgr. Dan Dostál

Bakalářská práce

Warburg effect - background and mechanisms of regulation

Anotace:

Warburgův efekt je společná vlastnost kmenových i nádorových buněk projevující se různě vysokým stupněm potlačení mitochondriálního oxidativního metabolismu a současným zvýšením glykolytického metabolismu dokonce i za dostačujícího množství kyslíku v tkáni, jinak řečeno se jedná o přeměnu glukosy na laktát v normoxii. Tato specifická vlastnost umožňuje nádorovým buňkám získávat podstatně vyšší množství živin a současně otrávit své buněčné okolí vylučováním velkého množství laktátu, v neposlední řadě jim rovněž umožňuje odolávat apoptóze. Warburgův efekt zajišťuje kmenovým buňkám nízké poškození genetické informace sníženou tvorbou mitochondriálních reaktivních kyslíkových radikálů a rovněž přispívá k udržení jejich kmenovosti. Cílem této bakalářské práce je popsat molekulární mechanismy regulující glykolýzu a oxidativní fosforylaci, především tedy mechanismy regulující Warburgův efekt, představit roli mitochondrií v metabolismu kmenových a nádorových buněk a jejich roli v regulaci apoptózy. Prostor bude rovněž věnován nádorové transformaci a klinickému využití znalosti Warburgova efektu v terapii nádorových onemocnění. Bakalářská práce slouží k objasnění molekulárního pozadí fenoménu Warburgova efektu.

Abstract:

The Warburg effect is a common feature of stem and tumor cells manifesting in a various degree of suppression of mitochondrial oxidative metabolism and simultaneous enhancement of glycolytic metabolism even in the presence of ample oxygen in a tissue, in other words, the conversion of glucose to lactate in normoxia. This specific trait allows tumor cells to obtain a significantly higher amount of nutrients, and to poison their cell environment by secreting high amounts of lactate and, last but not least, it allows tumor cells to resist apoptosis. The Warburg effect in stem cells ensures reduced impairing of genetic information by reactive oxygen species as well as it contributes to maintenence of their stemness. The main goal of this thesis is to describe molecular mechanisms regulating glycolysis and oxidative phosphorylation, mainly the mechanisms regulating the Warburg effect, introduce the role of mitochondria in metabolism of stem and tumor cells and their role in regulation of apoptosis. There will also be a part dedicated to tumor transformation and the clinical use of the knowledge of the Warburg effect in the therapy of tumor diseases. The thesis clarifies the molecular background of the phenomenon of the Warburg effect.

Klíčová slova

Warburgův efekt, glykolýza, OXPHOS, mitochondrie, apoptóza, nádorové buňky, kmenové buňky, nádorová terapie, HIF, Warburg effect, glycolysis, mitochondria, apoptosis, tumor cells, stem cells, tumor therapy

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 5. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 11. 6. 2014
• Vedoucí: Mgr. Jiří Pacherník, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

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