Bi8870 Mechanismy buněčné smrti, význam, metody

Přírodovědecká fakulta
jaro 2011
Rozsah
2/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Alena Hyršlová Vaculová, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Alois Kozubík, CSc.
Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Alena Hyršlová Vaculová, Ph.D.
Rozvrh
Út 15:00–16:50 BFU
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Po absolvování předmětu budou mít studenti ucelený detailní přehled a významu a základních molekulárních mechanismech regulace buněčné smrti, především apoptózy, v mnohobuněčném organismu. Porozumí základním signálním drahám zodpovědným za průběh buněčné smrti a možnostem jejich regulace. Získají řadu informací o jednotlivých klíčových molekulách a jejich funkci v modulaci buněčné smrti. Budou obeznámeni s důležitostí buněčné smrti ve vývoji a léčbě onemocnění, zejména nádorových. Získají podrobný přehled o současně dostupných moderních metodách detekce buněčné smrti, možnostech a doporučeních pro jejich aplikaci.
Osnova
  • 1) Úvod do studia buněčné smrti, obecný přehled, historie výzkumu buněčné smrti, vývoj názorů, významné objevy a vědci, vymezení, základní definice, klasifikace jednotlivých forem buněčné smrti, hlavní biochemické a morfologické znaky, fyziologický význam buněčné smrti ve vývoji a udržení homeostázy mnohobuněčného organismu. Modelové organismy ve studiu apoptózy, přehled základních signálních drah apoptózy a hlavních induktorů apoptózy. 2) Proteázy v regulaci buněčné smrti – kaspázy – definice, charakteristika, struktura, mechanismy aktivace, funkce, rozdělení, úloha jednotlivých kaspáz v regulaci apoptózy, důležité substráty kaspáz a jejich funkce, endogenní inhibitory kaspáz. Kaspázové signální kaskády u modelových organismů. 3) Proteázy v regulaci buněčné smrti - nekaspázové proteázy – katepsiny, kalpainy, granzymy - jejich aktivace, funkce, substráty, úloha v regulaci buněčné smrti, úloha lysozomů. Metakaspázy, parakaspázy - jejich struktura a funkce. 4) Vnitřní dráha indukce apoptózy. Úloha mitochondrií a jádra v regulaci apoptózy. Mitochondrie: funkce mitochondrií v průběhu apoptózy, oxidativní metabolismus, permeabilizace mitochondriální membrány, změny mitochondriálného membránového potenciálu, pro- a antiapoptotické proteiny rodiny Bcl-2, jejich struktura, aktivace, klasifikace a funkce. Proapoptotické proteiny uvolňované z mitochondrií. 5) Vnější dráha indukce apoptózy. Základní popis a pochopení apoptotické signální dráhy zprostředkované přes povrchové receptory smrti. Charakteristika nejdůležitějších receptorů smrti a jejich ligandů (z rodiny TNF, hlavně TRAIL, TNF, FasL). Fyziologická úloha těchto ligandů a jejich význam v terapii onemocnění. Důležité molekuly zapojené v regulaci vnější apoptotické dráhy. Vysvětlení a popis signální dráhy TRAILu a FasL. TRAIL jako modelový induktor vnější dráhy indukce apoptózy a slibná molekula v protinádorové terapii. 6) Hlavní formy buněčné smrti. Autofagie – typy, charakteristika, fáze, důležité molekuly, spouštěče, funkce. Nekróza – charakteristika, molekulární mechanismy regulace, primární a sekundární nekróza, nekroptóza. Komunikace a interakce mezi jednotlivými drahami buněčné smrti. 7) Netypické formy buněčné smrti – mitotická katastrofa, pyroptóza, paraptóza, anoikis, excitotoxicita, entóza, eryptóza, kornifikace – charakteristika procesů, molekulární mechanismy regulace, význam. 8) Buněčná smrt a nemoci I. Příklady onemocnění spojených s deregulovanou buněčnou smrtí a důsledky této deregulace – neurodegenerativní, autoimunitní, kardiovaskulární a virová onemocnění. Praktické příklady a regulace. Nové terapeutické možnosti regulace buněčné smrti. 9) Buněčná smrt a nemoci II. Apoptóza a nádorová onemocnění – molekulární mechanismy zodpovědné za rezistenci nádorových buněk k terapii, zcitlivění nádorových buněk k apoptóze, příklady protinádorových léčiv a mechanismy jejich působení. Nové poznatky v oblasti výzkumu apoptózy a nádorové terapie. Interakce mezi vnější a vnitřní dráhou indukce apoptózy a její význam v protimádorové terapii. Kombinovaná terapie. 10 - 11) Metody detekce apoptózy – moderní metody buněčné a molekulární biologie a biochemie. Detekce apoptózy na úrovni buněčných populací, buňky, jednotlivých organel (mitochondrie, jádro atd.) a molekul (proteiny, DNA). Detekce in vitro a in vivo. Ucelený přehled současně používaných metod detekce apoptózy. Principy vybraných metod detekce buněčné smrti, jejich výhody, nevýhody, kritéria výběru jednotlivých metod a jejich aplikace. Praktické příklady a ukázku vybraných metod detekce apoptózy, nekrózy, autofagie, mitotické katastrofy, obecné metody detekce buněčné smrti.
Literatura
  • bude specifikováno v prubehu vyuky
Výukové metody
přednášky doplněné diskusí
Metody hodnocení
Písemná zkouška.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2011 - akreditace, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.