Bioanalýzy exozomů

Bc. Klára Mrázová

Master's thesis

Bioanalyses of exosomes

Abstract:

Exosomes represent a subgroup of extracellular vesicles of endosomal origin. These structures, with a size range of 40 – 100 nm, are encapsulated by lipid bilayer. Exosomal cargo consists of proteins, nucleic acids (DNA and RNA) and lipids. Exosomes are structures which cargo varies significantly. Specific content of exosome depends on the cell in which exosome originates and it also determines biological processes in which exosomes can be involved. Exosomes play a part mainly in cell-to-cell communication, but they also participate in metastasis, angiogenesis and chemoresistance. In clinical applications, exosomes could become useful as biomarkers. In the meantime, the main challenge is the process of isolation which has not been fully optimized yet. The golden standard of isolation methods is ultracentrifugation. However, the method is time-consuming and requires large volumes of samples, therefore it is not suitable for routine clinical practice. The aim of this master thesis is to optimize and compare methods for exosomes isolation available in our department on cell lines with focus on protein cargo of exosomes. Furthermore, the master thesis analyses the effect of cisplatin on the protein content of exosomes.

Abstract:

Exozómy predstavujú podskupinu extracelulárnych vezikúl endozomálneho pôvodu. Ide o štruktúry ohraničené lipidovou dvojvrstvou o veľkosti 40 – 100 nm. Obsah exozómov je tvorený proteínmi, nukleovými kyselinami (ako DNA, tak aj RNA) a lipidmi. Exozómy sú štruktúry vyznačujúce sa značnou variabilitou, čo sa týka ich obsahu. Konkrétne zloženie exozómu sa odvíja od bunky, z ktorej exozóm pochádza a podmieňuje biologické deje, do ktorých sa exozómy môžu zapojiť. Exozómy figurujú hlavne v medzibunkovej komunikácii, ale vystupujú aj v procesoch tvorby metastáz, angiogenézy, svoju úlohu zohrávajú aj v chemorezistencii. Exozómy by mohli v klinickej praxi nájsť svoje uplatnenie aj ako biomarkery. Avšak samotný proces izolácie exozómov predstavuje nemalú výzvu a je potrebné ho optimalizovať. Zlatým štandardom izolačných metód je ultracentrifugácia. Tá však pre časovú náročnosť a veľký objem vzoriek nie je vhodná pre rutinné klinické využitie. Cieľom tejto práce je optimalizovať a porovnať na pracovisku dostupné metódy izolácie exozómov z bunkových línií so zameraním na proteínový obsah exozómov. Ďalej práca analyzuje vplyv cisplatiny na proteínové zloženie exozómov.

Kľúčové slová

exozómy, extracelulárne vezikuly, izolácia exozómov, ultracentrifugácia, hmotnostná spektrometria exosomes, extracellular vesicles, isolation of exosomes, ultracentrifugation, mass spectrometry

Jazyk práce: Slovak

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 17. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 18. 6. 2024
• Vedúci: doc. Mgr. Roman Hrstka, Ph.D.
• Oponent: RNDr. Veronika Ostatná, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Bioanalytical Laboratory Diagnostics in Medicine - Bioanalytic / Bioanalytical Laboratory Diagnostics in Medicine - Bioanalyst