Supervisors

Karbonické anhydrázy (CA) jsou metaloenzymy, které jsou zásadní pro udržování homeostázy pH v buňkách, což má podstatný vliv na buněčné procesy, jako je metabolismus, růst a diferenciace. V lidském těle se vyskytuje více než 16 tkáňově specifických izoforem. V nádorových buňkách je často pozorována metabolická acidóza důsledkem zvýšené produkce kyseliny mléčné anaerobním metabolismem (Warburgův efekt). Toto acidózní mikroprostředí se podílí na agresivitě nádorů a je spojeno s metastazováním a rezistencí na terapii. Zde se stává karbonická anhydráza klíčovým hráčem, protože její izoformy, zejména CA IX a CA XII, jsou v hypoxických podmínkách nádorů nadměrně exprimovány. Tyto izoformy pomáhají buňkám nádoru udržovat vnitřní pH i v extrémně kyselém prostředí, což podporuje jejich přežití a proliferaci. Zároveň jsou tyto podmínky nádorového mikroprostředí nefyziologické pro tumor infiltrující imunitní buňky, což vede ke snížení jejich účinnosti v boji proti nádorovému onemocnění. Zvýšená exprese membránově vázané CA IX, která se vyskytuje výhradně u solidních tumorů, byla asociována s nádorovými procesy, jako jsou angiogeneze, invazivita a metastazování, nebo také rezistence k terapiím a rekurence onemocnění. V posledních letech se ukazuje, že inhibitory CA mohou mít významný terapeutický potenciál v onkologii, přičemž jejich aplikace je spjata s cílenou terapií nádorů. Inhibitory CA mohou blokovat enzymatickou aktivitu, což vede k akumulaci CO2 a H? v buňkách, čímž se mění pH mikroprostředí nádoru. Tímto způsobem mohou inhibitory CA snížit metabolismus nádorových buněk, zpomalit jejich proliferaci, snížit invazivitu a zlepšit účinnost některých terapeutických přístupů, jako jsou chemoterapie, radioterapie, případně imunoterapie. Inhibitory CA mají navíc potenciál pro cílenou terapii, vzhledem k možnosti cílení na izoformy (IX a XII) specifické pro nádorové buňky a tím minimalizovat poškození zdravých tkání. I když je využití inhibitorů CA stále v preklinické experimentální fázi, jejich potenciál v kombinaci s jinými terapeutickými strategiemi naznačuje, že mohou hrát klíčovou roli v budoucnosti onkologické léčby.

Cílem projektu je stanovení potenciálních terapeutických účinků tří vybraných inhibitorů CA IX a popsání molekulárních mechanismů jejich působení. Jedná se o (a) Dichlorotriazinyl aminobenzensulfonamid; (b) Acetazolamid; (c) Trimethoxybenzylamin aminoethylbenzen aminoethylbenzensulfonamid. Student se ve své práci zaměří na (1) působení samotných inhibitorů CA; (2) jejich možnou kombinaci s již zavedenou terapií nádorových onemocnění.

K naplnění jednotlivých cílů projektu budou provedeny in vitro experimenty na vybraných modelech nádorových onemocnění (např. glioblastom, kolorektální karcinom, karcinom epidermis a prsu). K naplnění cíle (1) provedeme stanovení účinných koncentrací inhibitorů CA pomocí testu buněčné viability (MTT test) u jednotlivých buněčných linií. Účinky vybraných koncentrací inhibitorů CA budeme vyhodnocovat na molekulární úrovni nádorových buněk analýzou genové exprese (RT-qPCR) a proteinových hladin (westernový přenos) především ve vztahu k signalizaci buněčného přežívání, proliferace a apoptózy. Tyto experimenty nám poskytnou informace ke specifickým toxickým účinkům jednotlivých inhibitorů CA. Cíle (2) bude dosaženo integrací výsledků získaných při plnění cíle (1) v kombinaci se zavedenou léčbou (např. Herceptin/Trastuzumab). Tyto experimenty nám poskytnou informace o potenciálním spolupůsobení jednotlivých inhibitorů CA s aktuálně klinicky užívanou terapií s možností zvýšení její účinnosti.