Radiosenzitizační efekt kovových nanočástic v terapii nádorů

Bc. Daniel Depeš

Master's thesis

Radiosensitizing effect of metal nanoparticles in tumor therapy

Abstract:

Použití nanočástic v radioterapii slibuje zvýšení účinku ionizujícího záření na nádorové buňky, snížení nežádoucích účinků léčby, a tedy zlepšení prognózy pacienta. Nanočástice tvořené těžkými atomy (s vysokým Z) se přednostně akumulují v nádorových buňkách a po absorpci záření emitují spršky elektronů, které poškozují okolní buněčné struktury a vedou ke zvýšené smrti ozářených buněk. Literární zdroje z posledních 40 let dokládají zvýšenou radiosenzitivitu buněk ozářených v přítomnosti nanočástic, biologický mechanismus tohoto jevu však zůstává doposud nejasný. Jaderná DNA představuje z hlediska radiačního poškození kritickou strukturu, a lze tedy předpokládat, že radiosenzitizační efekt nanočástic souvisí se zvýšeným poškozením této molekuly. Zároveň ale bylo pozorováno, že nanočástice nepronikají do jádra a zůstávají v cytoplazmě. Cílem této diplomové práce je zjistit, zda zvýšené umírání buněk ozářených v přítomnosti nanočástic souvisí s poškozením jaderné DNA. Práce rozvíjí tematiku prof. Sandrine Lacombe z Univerzity Paris-Sud a byla vykonána ve spolupráci s její laboratoří.

Abstract:

Usage of nanoparticles in radiotherapy promises enhancement of radiation effects on tumor cells, lower side effects of the treatment, and thus better prognosis for patients. Nanoparticles composed of heavy atoms (with high Z) preferentially accumulate in cancer cells and emit electron showers upon irradiation; these showers damage the surrounding cell structures and increase killing of irradiated cells. Literary sources from past 40 years demonstrated increased radiosensitivity of the cells irradiated in presence of nanoparticles; however, the biological mechanism of this radiosensitization still remains unknown. The nuclear DNA is considered as the critical structure concerning radiation damage. Hence, we can suppose that the radiosensitizing effect mediated by nanoparticles follows from the amplified damage to this molecule. This is contradicted by the observations that nanoparticles do not enter the cell nucleus and remain localized in the cytoplasm. The goal of this diploma thesis is to analyze of whether an the increased radiation cell killing in presence of nanoparticles correlates with the damage of nuclear DNA. The work develops the research of Prof. Sandrine Lacombe from the University Paris-Sud and has been performed in cooperation with her laboratory.

Keywords

kovové nanočástice, dvouřetězcové zlomy DNA, γH2AX, p53BP1, radiosenzitivita

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 7. 6. 2016
• Supervisor: RNDr. Martin Falk, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Molecular Biology and Genetics