Pro studenty

Hypoxie, nedostatek kyslíku, nastává ve tkáních, když růst cév nestačí plně kompenzovat rychlý růst tkáně a buňkám se nedostává dostatečný přísun kyslíku. Za tohoto stavu dochází v buňkách k indukci faktorů indukovaných hypoxií (hypoxia-inducible factors, HIFs): HIF-1?, HIF-1ß, Arnt (HIF-2?) a HIF 3?. Aktivace faktorů HIF vede k zapojení mechanismů pro obnovu kyslíkové homeostázy, jako jsou angiogeneze (tvorba a růst cév) a erytropoeze (tvorba červených krvinek), a mechanismů pro přežití buňky za těchto stresových podmínek, včetně anaerobní glykolýzy (tvorba energie z glukózy bez potřeby kyslíku) a drah proti indukci buněčné smrti (antiapoptotických drah). Během normálního vývoje organizmu odpověď na hypoxii umožňuje koordinovaný vývoj orgánů a jejich cévního zásobení. K hypoxii však dochází i v nádorech, kde nekontrolovaným bujením buněk vznikají okrsky s nedostatečným přísunem kyslíku. Aktivace drah faktorů HIF vede ke vzniku nového cévního zásobení nádoru, a tím jeho zásobení kyslíkem i živinami, což umožňuje další růst nádoru, a navíc nově vzniklé cévy umožňují nádorovým buňkám vstup do krevního řečiště, a tím i tvorbu metastáz. Navíc hypoxie mění metabolismus nádorové buňky, zvyšuje její odolnost vůči programované buněčné smrti i vůči chemoterapii a navozuje schopnost neomezené sebeobnovy nádorové buňky. Proto je výskyt hypoxie asociován s nepříznivou prognózou při nádorových onemocněních, včetně rakoviny prsu. Nadměrný růst tkáně způsobený zvýšeným množstvím buněk, takzvaná hyperplázie, nastává při nadměrném buněčném dělení a/nebo při abnormálně nízké programované smrti buněk, a je jedním z prvních stadií při vzniku nádorů. V hyperplastické tkáni jako i v nádorech může docházet kvůli nadměrnému růstu tkáně, který není kompenzován tvorbou nových cév, ke vzniku hypoxických oblastí. V naší laboratoři zkoumáme vznik hyperplázie epitelu mléčné žlázy vlivem nadměrné signalizace fibroblastového růstového faktoru 2 (FGF2) za použití 3D buněčných kultur (organoidů mléčné žlázy), nejmodernějších zobrazovacích technik a metod molekulární biologie. Cílem tohoto projektu SOČ je prozkoumat účast hypoxie na vzniku hyperplázie epitelu mléčné žlázy indukované hypersignalizací FGF2. Student bude pomocí imunofluorescenčního a imunohistochemického značení zjišťovat přítomnost a lokalizaci faktorů HIF v buňkách hyperplastických a normálních kultur. Jako kontrolu využije pro imunoznačení buněčné kultury kultivované v hypoxii (v hypoxické komoře při 1% kyslíku). Výstupem projektu bude shrnutí teoretického pozadí tematiky, tedy literatury na téma „Role hypoxie ve vývoji nádorů mléčné žlázy“, pečlivá analýza a statistické zhodnocení vlastních výsledků a diskuze významu hypoxie pro vznik prekancerózních lézí sepsaná v podobě práce SOČ. Mimo to získá student zkušenosti s prací v laboratoři (naučí se kultivaci buněk ve 3D kulturách, fixaci kultur a techniky imunoznačení a zobrazování) a analýzou dat, bude veden k samostatnosti a kritickému myšlení a zevnitř pozná, jak funguje věda. Zároveň bude mít dveře otevřené pro případnou pozdější spolupráci v rámci svého VŠ studia.