Témata bakalářských a diplomových prací LEM Fluorescenční buněčné systémy jako nástroj pro testování účinku potenciálních protinádorových léčiv. Školitel: Mgr. Ivo Frydrych, Ph.D. Počet studentů: 2 Bakalářská práce Genetická modifikace nádorových buněčných linií pomocí fúzních genů slouží jako účinný nástroj pro studium dějů in vivo téměř v reálném čase. Takto upravené buněčné linie se hojně využívají ve výzkumu při hledání mechanismu účinku současných i zcela nově objevených protinádorových léčiv jako jsou například cytostatika, alkylační látky, mitotické jedy nebo antimetabolity a to hlavně metodou High-content screening. Pokrok v oblasti automatizované zobrazovací mikroskopie umožňuje rychlé získání velkoplošných dat ze složitých biologických vzorků. Současné technologie High-content screeningu umožňují kvantifikaci mnohých důležitých údajů opisujících polohu, velikost, tvar, povrch a intenzitu fluorescence značených buněčných organel, jako i zobrazení celého životního cyklu buňky od rozdělení po apoptózu. Cílem práce bude příprava modifikovaných fluorescenčních buněčných sytémů odvozených od vybraných nádorových linií a následná validace funkčnosti získaných klonů působením modelových protinádorových léčiv. Součástí práce bude optimalizace parametrů jak samotné transfekce, tak metod následné selekce. Reference: Abraham VC, Taylor DL, Haskins JR., High-content screening applied to large-scale cell biology, TRENDS in Biotechnology, 2004 Jan; vol. 22, no. 1 s. 15-22. Groskreutz, D.; Schenborn, E. T. Reporter gene vectors and assays. Molecular Biotechnology. 1999, vol. 13, no. 1, s. 29-44. Normalizace a standardizace real-time RT-PCR analýz. Školitel: MUDr. Josef Srovnal, Ph.D. Počet studentů: 1 Bakalářská práce Absolutní kvantifikace genové exprese metodikou real-time RT-PCR je široce používaná metoda. V poslední době je v této oblasti kladen velký důraz na normalizaci a standardizaci získaných dat. Lze k tomu využít několika metodických přístupů, od použití referenčních genů po statistické metody. Součástí práce studenta bude ověření vhodnosti používaných referenčních genů při detekci cirkulujících nádorových buněk u pacientů se solidními tumory. Student se naučí pracovat s moderními genovými databázemi, s PCR metodami a se statistickými metodami. Dále si student osvojí práci v molekulárně biologických laboratořích se zaměřením na studium genové exprese. Reference: The MIQE guidelines: minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments. Bustin SA, Benes V, Garson JA, Hellemans J, Huggett J, Kubista M, Mueller R,
Nolan T, Pfaffl MW, Shipley GL, Vandesompele J, Wittwer CT. Clin Chem. 2009 Apr;55(4):611-22. Epub 2009 Feb 26. Detekce a klinický význam minimální reziduální choroby u solidních nádorů. Školitel: Mgr. Andrea Benedíková Počet studentů: 1 Bakalářská práce/Diplomová práce Absolutní kvantifikace genové exprese metodikou real-time RT-PCR je široce používaná metoda. V poslední době je v této oblasti kladen velký důraz na normalizaci a standardizaci získaných dat. Lze k tomu využít několika metodických přístupů, od použití referenčních genů po statistické metody. Součástí práce studenta bude ověření vhodnosti používaných referenčních genů při detekci cirkulujících nádorových buněk u pacientů se solidními tumory. Student se naučí pracovat s moderními genovými databázemi, s PCR metodami a se statistickými metodami. Dále si student osvojí práci v molekulárně biologických laboratořích se zaměřením na studium genové exprese. Reference: The MIQE guidelines: minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments. Bustin SA, Benes V, Garson JA, Hellemans J, Huggett J, Kubista M, Mueller R, Nolan T, Pfaffl MW, Shipley GL, Vandesompele J, Wittwer CT. Clin Chem. 2009 Apr;55(4):611-22. Epub 2009 Feb 26. Profilování exprese mikroRNA u solidních nádorů. Školitel: MUDr. Josef Srovnal, Ph.D. Počet studentů: 1 Bakalářská práce/Diplomová práce Profilování exprese mikroRNA (miRNA) patří v současnosti k nejmodernějším molekulárněbiologickým přístupům využívaným ke studiu nádorů. MiRNA jsou nekódující jednořetězcové RNA o délce 18 -25 nukleotidů tvořící nedávno objevenou skupinu regulátorů genové exprese. MiRNA již byly zkoumány v souvislosti s širokým spektrem nádorových onemocnění. MiRNA vykazují vysokou míru stability, a ani při formalinové fixaci a archivaci v parafinu (FFPE) nepodléhají degradaci, vyskytují se rovněž v krevním séru, a na rozdíl od DNA a mRNA jsou i zde dlouhodobě stabilní, přičemž byla již opakovaně ověřena i jejich aplikovatelnost v onkologické diagnostice. V LEM-ÚMTM je zamýšleno využití metodiky profilování miRNA k identifikaci pacientů s Barretovým jícnem s vysokým rizikem progrese do karcinomu jícnu. Součástí práce studenta bude zejména osvojení si metodiky práce s miRNA v uspořádání mircoarrays, včetně běžných molekulárně biologických metod (izolace nukleových kyselin, PCR, IVT, PAGE atd.). Student se naučí pracovat s moderními genovými databázemi, s PCR metodami a se statistickými metodami. Dále si student osvojí práci v molekulárně biologických laboratořích se zaměřením na studium genové exprese. Reference: Slabý O, Krekác D, Hrstka R, et al. Involvement of microRNAs in cancer biology and possibilities of their application to diagnostic and predictive oncology. Cas Lek Cesk. 2008;147(1):25-31.
Slabý O, Svoboda M, et al. MikroRNA v onkologii, Galén, 2012. Prognosticko-prediktivní markery u rekurentního glioblastoma multiforme. Školitel: RNDr. Radek Trojanec, Ph.D. Počet studentů: 1 Diplomová práce Glioblastoma multiforme patří mezi nejobtížněji léčitelná onemocnění. Naše pracoviště získalo grantový projekt na hledání prognostických a presdiktivních markerů u rekurentních glioblastoma multiforme. Student by se v rámci tohoto projketu zúčastnil verifikace změn nalezených aCGH vyšetřením. Reference:
Louis DN, et al. WHO Classification of Tumours CNS 2007: 33. Wu W et al. Neuro Oncol 2010; 12(2): 164-72. Mirimanoff RO et al. J Clin Oncol 2006; 24 (16): 2563-2569. Hegi ME, et al. Mol Cancer Ther 2011; 10(6): 1102-12. Parsons DW et al. Science 2008: 321: 1807-12. Yan H. et al. N Engl J Med 2009; 360: 765-773. Sana J. et al. J Cell Mol Med 2011; 15(8): 1636-44. Prognosticko-prediktivní markery u karcinomu plic. Školitel: RNDr. Radek Trojanec, Ph.D. Počet studentů: 1 Diplomová práce U karcinomu plic bylo popsáno několik genetických změn, které by mohly sloužit jako prognosticko-preditkivní markery. Naše pracoviště získalo grantový projekt na hledání významu takovýchto markerů v adjuvantní léčbě ca.plic. Student by se v rámci tohoto projketu zúčastnil hledání cytogenetických změn metodou fluoresecenční in situ hybridizace (FISH). Reference: Youlden DR et al. J. Thorac. Oncol. 2008; 3:819-31 NSCLC Meta-analyses Collaborative Group et al. Lancet. 2010; 375:1267-77. Pignon JP et al. J Clin Oncol. 2008; 26: 3552-9. Pisters KM et al. J Clin Oncol. 2007; 25: 5506-18. Kolek V et al. Zaverecna zprava: Prediktivni faktory aplikace adjuvantni chemoterapie u pacientu s operabilnim stadiem nemalobunecneho karcinomu plic. LF UP a FN Olomouc, IGA MZ ČR NS/9959-3, 1.1.2009 - 31.12.2010; 2011:1-16. Lung cancer submitted. De Roock W et al. Lancet Oncol. 2010; 11: 753-62. Sequist et al. Final results from ARQ 197-209: a global randomized placebo-controlled phase II clinical trial of erlotinib plus ARQ 197 versus erlotinib plus placebo in previously treated EGFR inhibitor-naive patients with advanced non-small cell lung cancer (NSCLC). In Annals of oncology. Oct 2010; 21: 122-22. Metody získávání DNA z limitního FFPE vzorku. Školitel: doc. Mgr. Jiří Drábek, PhD.
Počet studentů: 1 Bakalářská práce Získání dostatečného množství DNA dobré kvality je stěžejní bod další práce v molekulárněbiologické laboratoři. Pokud se to nezdaří, jsou tím znemožněny další genetické analýzy, což může vést až k opakovanému odběru a zátěži pacienta (pokud je to vůbec možné). Množství a kvalitu DNA ovlivňuje stav zdrojového materiálu (kousek tkáně, plazma) a metoda izolace DNA. Standardní izolace genomové DNA spočívá v lýze buněk, navázání DNA na silikátovou membránu nebo paramagnetické částice, promytí balastu a eluci DNA. Novější způsob získání DNA, při kterém dochází rovnou k jejímu namnožení, se nazývá whole genome amplification (WGA). Komerční kity pro standardní izolaci i pro WGA jsou nabízeny několika firmami a zajímavé by bylo srovnat jejich parametry s ohledem na požadavky laboratoře. Cílem práce je sepsat rešerši na téma možností izolace DNA z limitního FFPE vzorku, srovnat různé druhy izolace pro jednotlivé zdroje DNA vzhledem k následným aplikacím v laboratoři prediktivní onkologie. Reference: 1 ARNESON, N., MORENO, J., IAKOVLEV, V., GHAZANI, A., WARREN, K., MCCREADY, D., JURISICA, I. a DONE, S. J. Comparison of whole genome amplification methods for analysis of DNA extracted from microdissected early breast lesions in formalinfixed paraffin-embedded tissue. ISRN oncology, 2012, 2012(710692-2090-567X. 2. HIRSCH, D., CAMPS, J., VARMA, S., KEMMERLING, R., STAPLETON, M., RIED, T. a GAISER, T. A new whole genome amplification method for studying clonal evolution patterns in malignant colorectal polyps. Genes, chromosomes & cancer, 2012, 51(5), 490-500. 1098-2264. 3. LIANG, C. W., LEE, Y. S., MARINO-ENRIQUEZ, A., TSUI, K. a HUANG, S. H. The utility and limitation of single nucleotide polymorphism analysis on whole genome amplified mesenchymal tumour DNA in formalin fixed tumour samples. Pathology, 2012, 44(1), 33-41. 1465-3931. 4. BOSSO, M. a AL-MULLA, F. Whole genome amplification of DNA extracted from FFPE tissues. Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), 2011, 724(161-180. 1940-6029. 5. BAAK-PABLO, R., DEZENTJE, V., GUCHELAAR, H. J. a VAN DER STRAATEN, T. Genotyping of DNA samples isolated from formalin-fixed paraffin-embedded tissues using preamplification. The Journal of molecular diagnostics : JMD, 2010, 12(6), 746-749. 19437811. Stabilizace PCR reagencií při pokojové teplotě. Školitel: doc. Mgr. Jiří Drábek, PhD. Školitel, konzultant: Mgr. Jana Stránská, PhD. Počet studentů: 1 Diplomová práce PCR reagencie se musejí uchovávat při -20°C. I přípravu PCR směsi je lépe provádět na ledu (v námrazníčku), aby se zabránilo degradaci složek směsi a nespecifickému primování PCR reakce při pokojové teplotě (přestože většina polymeráz už je v současné době upravena na horký start). Stabilizací reagencií by se také předešlo degradaci spojené s opakovaným rozmražováním reagencií.
Cílem práce je sepsat rešerši na téma možnosti stabilizace DNA, nukleotidů a polymerázy pro dlouhodobé skladování při pokojové teplotě a otestovat vliv aditiv a sušení na stabilitu PCR reagencií, používaných pro prediktivní onkogenetiku. Reference: COLACO, C., SEN, S., THANGAVELU, M., et al. Extraordinary stability of enzymes dried in trehalose: simplified molecular biology. Biotechnology (N. Y), 1992, vol. 10, no. 9, p. 1007-1011. SMITH, S. and MORIN, P. A. Optimal storage conditions for highly dilute DNA samples: A role for trehalose as a preserving agent. Journal of Forensic Sciences, 2005, vol. 50, no. 5, p. 1101-1108. ZHU, B., FURUKI, T., OKUDA, T., et al. Natural DNA mixed with trehalose persists in Bform double-stranding even in the dry state. J. Phys. Chem. B, 2007, vol. 111, no. 20, p. 5542-5544. Fluorescenční buněčné systémy jako nástroj pro testování účinku potenciálních protinádorových léčiv. Školitel: Mgr. Ivo Frydrych, Ph.D. Počet studentů: 2 Bakalářská práce Genetická modifikace nádorových buněčných linií pomocí fúzních genů slouží jako účinný nástroj pro studium dějů in vivo téměř v reálném čase. Takto upravené buněčné linie se hojně využívají ve výzkumu při hledání mechanismu účinku současných i zcela nově objevených protinádorových léčiv jako jsou například cytostatika, alkylační látky, mitotické jedy nebo antimetabolity a to hlavně metodou High-content screening. Pokrok v oblasti automatizované zobrazovací mikroskopie umožňuje rychlé získání velkoplošných dat ze složitých biologických vzorků. Současné technologie High-content screeningu umožňují kvantifikaci mnohých důležitých údajů opisujících polohu, velikost, tvar, povrch a intenzitu fluorescence značených buněčných organel, jako i zobrazení celého životního cyklu buňky od rozdělení po apoptózu. Cílem práce bude příprava modifikovaných fluorescenčních buněčných sytémů odvozených od vybraných nádorových linií a následná validace funkčnosti získaných klonů působením modelových protinádorových léčiv. Součástí práce bude optimalizace parametrů jak samotné transfekce, tak metod následné selekce. Reference: Abraham VC, Taylor DL, Haskins JR., High-content screening applied to large-scale cell biology, TRENDS in Biotechnology, 2004 Jan; vol. 22, no. 1 s. 15-22. Groskreutz, D.; Schenborn, E. T. Reporter gene vectors and assays. Molecular Biotechnology. 1999, vol. 13, no. 1, s. 29-44. Studium Ga-68 značených látek s využitím zobrazovacích metod pro malá laboratorní zvířata. Školitel: PharmDr. Miloš Petřík, Ph.D. Počet studentů: 1 Magisterská/bakalářská práce Anotace: Podrobné studium kinetiky a distribuce vybraných látek radioaktivně značených pomocí Ga-68 ve zvířecím modelu bude sloužit k vyhodnocení využitelnosti studovaných
látek jako potenciálních radiodiagnostik. Student se seznámí s přípravou Ga-68 značených látek a jejich in vivo testováním ve zvířecím modelu s využitím vysoce citlivých zobrazovacích metod. Reference: Hildebrandt IJ, Su H, Weber WA. Anesthesia and other considerations for in vivo imaging of small animals. ILAR J. 2008;49:17-26. Fani M, André JP, Maecke HR. 68Ga-PET: a powerful generator-based alternative to cyclotron-based PET radiopharmaceuticals. Contrast Media Mol Imaging. 2008;3:67-77. Decristoforo C. Gallium-68 - A New Opportunity For PET Available From a Long Shelflife Generator - Automation and Applications. Curr Radiopharm. 2012;5:212-20. Využití zobrazovacích metod pro malá laboratorní zvířata pro studium látek značených radionuklidy. Školitel: PharmDr. Miloš Petřík, Ph.D. Počet studentů: 1 Bakalářská práce Anotace: Student se bude v rámci přípravy své závěrečné práce podílet na získávání dat s pomocí přístroje Albira PET/SPECT/CT Imaging System. Tento přístroj v sobě spojuje tři nezávislé metody zobrazení zkoumaného objektu: CT, SPECT a PET a umožňuje komplexní studium podané látky ve zvířecích experimentálních modelech. Student se seznámí jak s přípravou radioaktivně značených látek, tak s aplikací zkoumané látky laboratornímu zvířeti a následným snímáním, zpracováním a vyhodnocením získaných dat. Reference: Hildebrandt IJ, Su H, Weber WA. Anesthesia and other considerations for in vivo imaging of small animals. ILAR J. 2008;49:17-26. Liu S. Bifunctional coupling agents for radiolabeling of biomolecules and target-specific delivery of metallic radionuclides. Adv Drug Deliv Rev. 2008;60:1347-70. Mechanismy rezistence na protinádorová biotransformačních bílkovin. Školitel: Doc. MUDr. Marián Hajdúch, Ph.D. Počet studentů: 1 Bakalářská/diplomová práce
léčiva
–
zapojení
transportních
a
Anotace: Předběžná experimentální data z analýzy genové exprese ukazují, že kromě standardních genů kódujících lékové transportéry se na fenoménu lékové rezistence můžou podílet i některé biotransformační enzymy. Student se bude v rámci své práce zabývat expresí biotransformačních a transportních bílkovin v nádorech chemorezistentních versus chemosensitivních a srovnávat míru exprese těchto genů/proteinů s odpovědí nádoru na terapii. Druhá část studie bude zaměřená na možnosti racionálního designu protinádorových léčiv metodami molekulárního modelování, které budou efektivně inhibovat příslušný molekulární cíl a současně odolávat aktivitě biotransformačních enzymů. Reference: 1. SKALNIKOVA, H. - MARTINKOVA, J. - HRABAKOVA, R. - HALADA, P. DZIECHCIARKOVA, M. - HAJDÚCH, M. - GADHER, S.J. - HAMMAR, A. ENETOFT, D. - EKEFJARD, A. - FORSSTROM-OLSSON, O. - KOVAROVA, H.
Cancer drug-resistance and a look at specific proteins: Rho GDP-dissociation inhibitor 2, Y-box binding protein 1, and HSP70/90 organizing protein in proteomics clinical application. Journal of Proteome Research, 2011, vol. 10, no. 2, s. 404-415. 2. OTYEPKA, M. - BERKA, K. - ANZENBACHER, P. Is there a relationship between the substrate preferences and structural flexibility of cytochromes P450? Current Drug Metabolism, 2012, vol. 13, no. -, s. 130-142.
