Indukce apoptózy epiteliálních buněk tlustého střeva působením TRAIL (tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand) a kyseliny dokosahexaenové

Bc. Belma Skender, Ph.D.

Master's thesis

Induction of apoptosis of colon epithelial cells by TRAIL and docosahexaenoic acid

Abstract:

Vysoce nenasycené mastné kyseliny (VNMK) tvoří důležitou součást fosfolipidů buněčných membrán a patří mezi významné epigeneticky působící faktory schopné ovlivnit nádorové buňky tlustého střeva. Kyselina dokosahexaenová (DHA), patřící do skupiny n-3 VNMK, se snadno inkorporuje do membránových fosfolipidů, mění vlastnosti membrán, a tak může významně ovlivnit příjem a přenos buněčných signálů včetně těch, které jsou nutné pro spuštění buněčné smrti. Řada studií poukazuje na významný vliv DHA v karcinogenezi. V experimentálních studiích in vitro tak i v klinických studií in vivo byla prokázána úloha DHA v inhibici proliferace a indukci apoptózy. TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand), který může selektivně indukovat apoptózu u nádorových buněk, zatímco většina normálních buněk je vůči jeho účinkům rezistentní, je další významnou molekulou studovanou v protinádorové terapii. Proto je TRAIL považován za potenciální protinádorové agens. Ukázalo se však také, že řada nádorových buněk je vůči působení TRAIL rezistentní. V této práci jsme zjišťovali jaký vliv má DHA a TRAIL na proliferaci a indukci apoptózy u lidských nádorových buněčných linií kolonu. Byla ověřována hypotéza posílení apoptózy indukované TRAIL u buněk předem ovlivněných DHA. V těchto experimentech byly srovnávány dvě buněčné linie odvozené z adenokarcinomu tlustého střeva (HT-29 a HCT-116) lišící se citlivostí k TRAIL. Zjistili jsme, že u relativně rezistentní linie HT-29 dochází po kombinovaném účinku DHA a TRAIL k posílení apoptózy. U relativně citlivé linie HCT-116 byl účinek kombinace DHA a TRAIL srovnatelný s působením samotného TRAIL. Naše výsledky naznačují, že rozdíly v odpovědi studovaných linií mohou souviset s odlišným zapojením vnitřní dráhy apoptózy vedoucí přes mitochondrie. Pro další studium účinku DHA a TRAIL jsme optimalizovali metodu měření internalizace TRAIL, která v budoucnu může přispět k lepšímu pochopení mechanismů apoptotického účinku u transformovaných buněk.

Abstract:

Polyunsaturated fatty acids (PUFAs), important components of dietary fat, play a role in modulation of cytokinetic processes such as proliferation, differentiation and apoptosis. In this work, the main attention is focused on the effects of one representative n-3 PUFA, namely docosahexaenoic acid (DHA). DHA is one of polyunsatured fatty acids. This acid is important component of cellular membrane. It is known that DHA can modulate cancer cell apoptosis at different levels of the intracellular signaling pathways. DHA is discussed with regard to apoptotic signaling of one member of tumor necrosis factor (TNF) family, namely TNF-related apoptosis inducing ligand (TRAIL). TRAIL is known to selectively induce apoptosis in cancer cells, while sparing normal cells. Despite it, some cancer cells are resistant to its effect, as some colon cancer cells. In this study we investigated effects of DHA pretretment and subsequent treatment with TRAIL of human colon cancer cell lines (HT-29, HCT-116). Our studies focus on rise of sensitivity to the apoptotic effect of TRAIL using DHA. We occupy by parametrs reflecting changes characteristic for determination of cell proliferation (cell number, cell cycle) and apoptosis (caspases, Bcl-2 family, MMP, ROS). Our results suggest that DHA pretretment in combination with TRAIL can intensify apoptotic effect of TRAIL in tumor cell line relative resistant to its effect (HT-29), but not in tumor cell line relative sensitive to TRAIL (HCT-116). These findings are associeted with structural changes of mitochondial membranes cause by DHA. For farther studies of DHA and TRAIL, we optimised methode for TRAIL internalization measurement. This methode will be useful for better understanding of its apoptotic effect on transformed cells..

Keywords

epiteliální buňky tlustého střeva, kyselina dokosahexaenová (DHA), TNF-related apoptosis inducing ligand (TRAIL), apoptóza, nádorové onemocnění tlustého střeva epithelial colon cells, acid docosahexaenoic (DHA), apoptosis, colon cancer disease

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2009

Thesis defence

• Date of defence: 11. 6. 2009
• Supervisor: prof. RNDr. Jiřina Hofmanová, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry