Studium vlivu rostlinných látek s anti-flogistickým účinkem na expresi genů spojených se zánětlivou reakcí

RNDr. Jan Hošek, Ph.D.

Doctoral thesis

Study of plant compounds with anti-phlogistic effect on the expression of genes connected with inflammatory reaction

Anotácia:

Rostliny a produkty přírodního původu jsou zajímavým a důležitým zdrojem sekundárních metabolitů jako látek používaných pro ovlivnění fyziologických funkcí nebo terapii nemocí. Využití těchto látek jako anti-flogistik (imunomodulátorů) je jen jednou z oblastí, kde mohou nalézt své uplatnění. Mohou působit na nové terapeutické cíle a zajistit tak selektivní ovlivnění konkrétních metabolických nebo signálních drah. Zejména při léčbě chronických nemocí, včetně zánětů, je potřeba najít specifický terapeutický cíl, jehož ovlivnění by zamezilo případnému vzniku vedlejších nežádoucích účinků spojených s dlouhodobým užívání léčiv. Cílem této práce bylo sledování vlivu racionálně vybraných složek rostlinných extraktů na expresi klíčových cytokinů a enzymů metabolické dráhy vedoucí k zánětlivé reakci v buněčné linii lidských makrofágů THP-1. Jako agens, jejichž vliv na expresi genů byl studován, byly používány přírodní látky získané v rámci jiných projektů z rostlinného materiálu pracovníky Ústavu přírodních léčiv Farmaceutické fakulty VFU Brno. V rámci vypracování disertační práce byly po aplikaci vybraných fytopreparátů, např. diplakonu, cudraflavonu B, gomisinu A, deltoinu či columbianadinu, sledovány změny genové exprese pro-zánětlivých cytokinů (TNFα, CCL2), enzymu (COX2) a proti-zánětlivého proteinu ZFP36. Hladina exprese těchto proteinů byla sledována jak na úrovni transkripce (mRNA), tak na úrovni translace (proteiny). Současně byla měřena schopnost vybraných látek blokovat aktivitu transkripčního faktoru NF-κB, který představuje důležitý článek v aktivaci zánětlivé reakce, a který řídí expresi většiny sledovaných genů. Dvě z testovaných látek – diplakon a cudraflavon B – v testech in vitro prokázaly schopnost pozitivně modulovat zánětlivou reakci. Předpokládáme, že snížení tvorby pro-zánětlivých, respektive zvýšení produkce proti-zánětlivých, cytokinů a enzymů u makrofágů, povede ke zmírnění projevů zánětlivých stavů. Tohoto stavu by mělo být dosaženo použitím fytopreparátů, které se v současnosti dostávají do popředí zájmu lékařské společnosti. Vybrané látky by mohly sloužit k prevenci zánětlivých stavů či jako podpůrná léčba.

Abstract:

Plants and plant products are interesting and important sources of secondary metabolites, which can have impact on physiological functions or on disease treatment. Application of these phytopharmaceuticals as anti-phlogistics (immunomodulators) is one of the possibilities of their usage. They can affect new therapeutical targets and thus provide selective influence of particular metabolic or signaling pathways. There is a need to find specific therapeutic targets, the ifluence of which would prevent an emergence of undesirable side-effects connected with a long-lasting utilisation, mainly for treatment of chonic diseases including inflammation. The aim of my research was to evaluate the influence of rationally selected plant extract compounds on the expression of key cytokines and enzymes of inflammatory response in human macrophages cell line THP-1. As agents, whose influence on gene expression was tested, nature compounds isolated from plant material by colleagues from Department of Natural Drugs, Faculty of Pharmacy UVPS during other projects were used. The task of my disertation thesis was to determine the ability of isolated compounds, e.g. diplacone, cudraflavone B, gomisin A, deltoin or columbianadine, to modulate gene expression of pro-inflammatory cytokines (TNFα, CCL2), enzyme (COX2) and an anti-inflammatory protein ZFP36. The expression was monitored on the transcription (mRNA) and translation (protein) level. At the same time, the ability of the selected compounds to block activity of the transcription factor NF-κB, which is an important component within inflammatory response activation and which control transcription of majority of selected genes, was measured. Two of the tested compounds – diplacone and cudraflavone B – showed the ability to positively modulate the inflammatory reaction in vitro. We suppose that an attenuated production of pro-inflammatory, possibly an ameliorated production of anti-inflammatory, cytokines and enzymes within macrophages could lead to alleviation of inflammation manifestation. This state could be reached by using phytopreparates, which are currently extensively studied in the medical society. Selected compounds could serve as prevention of inflammatory stages or as a supporting cure.

Kľúčové slová

mRNA, real-time PCR, tkáňové kultury (cell culture), zánět (inflammation)

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 2. 11. 2010

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 20. 1. 2011
• Vedúci: doc. RNDr. Milan Bartoš, Ph.D.
• Oponent: doc. Mgr. Petr Beneš, Ph.D., doc. Ing. Ladislav Kokoška, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / odbor:
Biology (4-years) / General and Molecular Genetics