Influence of Surface Properties on Cells

Mgr. Šimon Vrana, Ph.D.

Disertační práce

Anotace:

Tato disertační práce zkoumá vliv mechanických vlastností na chování buněk s důrazem na experimentální techniky a aplikace. Teoretická část představuje klíčové koncepty mechanických vlastností a buněčné mechanobiologie a zdůrazňuje význam hydrogelů v této oblasti. Praktická část se zaměřuje na využití mikroskopie atomárních sil (BioAFM) pro mechanickou charakterizaci povrchů a vývoj modifikovatelných hydrogelů na bázi kyseliny hyaluronové pro mechanobiologické studie. BioAFM je demonstrována jako spolehlivá metoda pro sledování morfologických a mechanických změn u geneticky upravených buněk trojitě negativního karcinomu prsu (TNBC) a jako pokročilý biosenzor kontraktility u srdečních modelů odvozených z lidských pluripotentních kmenových buněk (hPSC). V závěru práce jsou uvedena možná budoucí vylepšení předložené práce.

Abstract:

This dissertation explores the influence of mechanical properties on cellular behavior, emphasizing experimental techniques and applications. The theoretical part introduces key concepts in mechanical properties and cellular mechanobiology, highlighting the relevance of hydrogels in this field. The practical part focuses on the use of atomic force microscopy (BioAFM) for mechanical characterization of surfaces and the development of tunable hyaluronic acid-based hydrogels for mechanobiology studies. BioAFM is demonstrated as a reliable method for monitoring morphological and mechanical changes in genetically engineered triple-negative breast cancer (TNBC) cells and as an advanced biosensor for contractility in human pluripotent stem cell (hPSC)-derived cardiac models. The thesis concludes with potential future improvements to the work presented.

Keywords

Mechanical properties, Visco-elastic properties, AFM, Hydrogels, Mechanobiology, Biosensors

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 9. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 23. 10. 2024
• Vedoucí: Mgr. Jan Přibyl, Ph.D.
• Oponent: prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D., doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie