Metody hodnocení biologických účinků vzdušných polutantů in vitro

Bc. Anna Žáková

Bachelor's thesis

In vitro methods for assessment of biological effects of air pollutants

Abstract:

Vzdušné polutanty se v dnešní době stávají stále více diskutovaným tématem. Znečištění jak vnitřního tak vnějšího prostředí vzdušnými polutanty má dopad na milióny lidí po celém světě, neboť polutanty mohou zapříčiňovat řadu nemocí. V teoretické části je shrnuta řada metod, které lze při testování vzdušných polutantů využít. Zahrnuje hlavně in vitro metody na buněčných modelech, které mohou pomoct odhadnout toxicitu atmosférických polutantů. Tato práce je zaměřena zejména na pokročilé buněčné modely z různých druhů savčích a lidských buněk, jelikož škodlivost vzdušných polutantů nás zajímá asi nejvíce v souvislosti právě s lidským zdravím. Postupem času jsou vyvíjeny stále komplexnější buněčné modely a expoziční metody, které čím dál lépe napodobují in vivo prostředí. Jako příklad můžeme uvést metody 3D kultivace, kokultivace více buněčných typů dohromady nebo buněčné sféroidy, což jsou shluky buněk, které svým vzhledem a fyziologií připomínají in vivo tkáně. Pokročilé kultivační metody by do budoucna mohly toxicitu testovaných látek popisovat přesněji než kultivace v jednoduchých uspořádáních. Tyto metody by také mohly v budoucnu do značné míry nahradit testování na živých zvířatech. V praktické části byla popsána vybraná linie plicních buněk BEAS-2B. Buňky byly kultivovány v klasickém 2D uspořádání a následně byly exponovány čtyřem různým vzorkům vzduchu a prachu z vnitřního prostředí a na buňkách byla testována toxicita pomocí testů využívajících barviva Alamarovou modř, Calcein-AM a neutrální červeň. Jako nejcitlivější se u tohoto typu vzorku ukázala neutrální červeň.

Abstract:

Air pollutants are becoming an increasingly discussed topic. Contamination of both indoor and outdoor environment with air pollutants have an impact on millions of people around the world because the pollutants can cause a variety of illnesses. This thesis is an overview of methods that can be used for testing of the air pollutants. It focusses mainly on in vitro method with cell models that can help with predicting the toxicity of atmospheric pollutants. This thesis is focused on cell models of various mammalian and human cells because we are interested in the harmful effects of the air pollutants in relation to human health. More complex cell models and methods of exposure are being developed to better mimic the in vivo environment, for example the method of 3D cultivation, cocultivation of multiple cell types together or cell spheroids, which are clusters of cells whose appearance and physiology resemble to in vivo tissues. In future, advanced cultivation methods could describe the toxicity of the substances better than cultivation in simple configurations. These methods could also at least partly replace testing on living animals. The practical part of the thesis describes the line of BEAS-2B lung cells. The cells were cultured in a classical 2D structure and subsequently exposed to four different samples of air and dust from the indoor environment cytotoxicity of the samples was tested using three types of dyes, Alamar blue, Calcein-AM and netural red. The most sensitive dye to this type of sample was neutral red.

Keywords

vzdušné polutanty, in vitro modely, buněčné kultury, moderní metody, air pollutants, in vitro models, cell cultures, modern methods

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 1. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 8. 2. 2017
• Supervisor: Mgr. Jiří Novák, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Experimental Biology / Special Biology