Využití funkčních potravin v terapii nádorových onemocnění

Bc. Kateřina Vašíčková

Master's thesis

Use of Functional Food in Cancer Therapy

Abstract:

Tato diplomová práce s názvem „Využití funkčních potravin v terapii nádorových onemocnění“ se zaměřuje na studium možnosti využití nutriceutik funkčních potravin při léčbě nádorových onemocnění. Literární rešerše pojednává o tématu funkčních potravin a jejich pozitivních účincích na lidský organismus, zejména z hlediska prevence a léčby různých typů onemocnění. Jedním z hlavních témat jsou nádorová onemocnění a možnosti jejich léčby. V současnosti je často předmětem výzkumů problematika využívající nutriceutika jakožto doplňkové či monoterapeutické modality nádorových onemocnění. V této práci byly zkoumány účinky nutriceutika kurkuminu, jehož protinádorové účinky byly testovány in vitro jak ve formě monoterapie, tak i doplňkové léčby karcinomu prsu. V rámci doplňkové léčby byl testován v synergii s cytostatikem doxorubicinem. Biologicky aktivní molekuly byly enkapsulovány do bílkovinného nanotransportéru apoferitinu, díky kterému byly jejich léčivé účinky podpořeny a zároveň ochráněny netransformované prsní buňky. Enkapsulační výtěžnost se pohybovala okolo 68–72 % aplikovaných molekul. Stabilita komplexů s enkapsulovaným kurkuminem a doxorubicinem skladovaných ve vodném prostředí při 4 °C a 20 °C po dobu 48 hodin byla stanovena sledováním změny optických vlastností, změny velikosti a povrchového ζ-potenciálu nanočástic či předčasného uvolnění léčiva z nanotransportéru. Mimo to, byl proveden test koloidní stability, který potvrdil zvýšenou ochranu biologicky aktivních molekul procesem řízené enkapsulace. V roztocích simulujících vnitřní prostředí organismu (krevní plazma, cytoplazma, endozomy) byla po dobu 48 hodin při 37 °C sledována míra uvolněných molekul z dutiny apoferitinu. Testem koloidní stability bylo stanoveno chování v krevní plazmě po dobu 48 hodin. Několika buněčnými experimenty byla stanovena toxicita testovaných komplexů vůči nádorovým buněčným liniím MDA-MB-231 a MDA-MB-468. Jako kontrolní nenádorové buňky byla zvolena buněčná linie HBL-100. Výzkum této diplomové práce stanovil oxidační stres buněčných liniích indukovaný připravenými komplexy a míru internalizace těchto formulací do buněk. Biokompatibilita byla stanovena sledováním tvorby proteinových koron na povrchu nanočástic, aktivací složky komplementu C3, genotoxickým působením na zdravé prsní buněčné linie a mírou hemolýzy erytrocytů v lidské krvi.

Abstract:

This diploma thesis with the name „Use of Functional Food in Cancer Therapy“ is focused on the study of the possibility of using nutraceuticals of functional food in cancer therapy. Literary part of this work deals with the topic of functional food and their positive effects on human body, especially in prevention and treatment of various type of diseases. One of the main topic is cancer and its treatment options. These days, research using nutraceuticals as a supplementary treatment or monotherapy modality of cancer is often the subject of research. In this work, the effect of nutraceutical curcumin, whose antitumor effects were tested in vitro in both monotherapy and supplementary breast cancer treatment, were investigated. As a supplementary treatment, curcumin was tested in synergy with the cytostatic doxorubicin. Biologically active molecules have been encapsulated into a cavity of protein nanocarrier apoferritin, which has been promoted to support molecule´s therapeutic effects while protecting non-transformed breast cells. The encapsulation efficiency was about 68–72 % for all applied molecules. Stability of encapsulated curcumin and doxorubicin complexes stored in aqueous medium at 4 °C and 20 °C for 48 hours was determined by monitoring the change in optical properties, the size and surface ζ-potential of the nanoparticles or premature drug release from the nanotransporter. In addition, a colloidal stability test have been confirmed the increased protection of biologically active molecules by the process of direct encapsulation. In solutions simulating the internal environment of the organism (blood plasma, cytoplasm, endosomes), the amount of the released molecules from the apoferritin cavity was monitored at 37 °C for 48 hours. The colloidal stability test determined the blood plasma behavior for 48 hours. The toxicity of the tested complexes against the tumor cell lines MDA-MB-231 and MDA-MB-468 was determined by several cell experiments. The HBL-100 cell line was consider as a control non-transformed cells. The research of this diploma thesis determined the oxidative stress of cell lines induced by prepared com-plexes and the rate of internalization of these formulations into cells. Biocompatibility was determined by monitoring protein corona formation on the surface of nanoparticles, activation of C3 complement component, genotoxic effects on healthy breast cell lines and hemolysis of erythrocytes in human blood.

Keywords

kurkumin, nádorová terapie, nanomedicína, apoferitin, funkční potraviny

Keywords

curcumin, cancer therapy, nanomedicine, apoferritin, functional food

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 4. 2019

Thesis defence

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

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Master programme / field:
Chemistry and Food Technology / Food Quality and Safety