Střevní mikrobiom hraje důležitou roli v mnoha biochemických procesech nejen v gastrointestinálním traktu, ale má vliv také například na činnost mozku, plic
nebo srdce. Funkce střevní mikroflóry je ovlivněna např. stravou, prodělanými
nebo aktuálními nemocemi, fyzickou kondicí, psychickým stavem, věkem
a v neposlední řadě farmakoterapií, např. antibiotiky. Významnou roli hraje v metabolismu xenobiotik a může nepřímo působit na metabolismus léčiv změnou regulace a exprese jaterních biotransformačních enzymů. Klíčovými enzymy první fáze biotransformace léčiv u člověka jsou cytochromy P450 (zkráceně CYP).
Cílem diplomové práce bylo v první řadě studium vlivu střevního mikrobiomu, spolu s rozdíly mezi samci a samicemi, na expresi jaterních cytochromů P450 s využitím bezmikrobních myší. Další experimentální skupinou byly myši s uměle vytvořeným zánětem gastrointestinálního traktu, při jehož vzniku hraje mikrobiom klíčovou, ale zatím ne zcela objasněnou roli. V posledním experimentu byl sledován efekt modelového léčiva - metronidazolu - na expresi cytochromů P450 v játrech myší v čase, ovlivnění těchto změn přítomností i absencí střevních bakterií.
Z výsledků diplomové práce je zřejmé, že střevní mikrobiom ovlivňuje expresi
a aktivity cytochromů P450, a může mít tak vliv na odpověď jednotlivých pacientů na terapii.
Anotace v angličtině
Intestinal microbiome plays an important role in many biochemical processes not only in the gastrointestinal tract but also in the brain, lungs or heart, for example. Proper function of the intestinal microflora is affected by diet, illnesses, physical condition, mental condition, age or pharmacotherapy, e.g. by antibiotics. It plays an important role in the metabolism of xenobiotics and can affect indirectly drug metabolism by altering the regulation and expression of liver biotransformation enzymes. The key enzymes of the first phase of drug biotransformation in humans are cytochromes P450 (abbrev. CYP).
The aim of this diploma thesis was to study the effect of intestinal microbiome, together with sex differences, on the expression of hepatic cytochrome P450 using germ-free mice. Another experimental group was mice with artificial inflammation of the gastrointestinal tract, in which microbiome plays an important but not yet fully understood role. In the last experiment, the effect of the model drug - metronidazole - on the expression of cytochrome P450 in the liver of mice was studied and how these changes are influenced by the presence of intestinal bacteria. From the results of this thesis it is clear that intestinal microbiome affects the expression and activities
of cytochromes P450 and thus may influence the response of individual patients
to therapy.
gut microbiome, metabolism of xenobiotics, biotransformation enzymes, cytochrome P450, metronidazole
Rozsah průvodní práce
73 s. (139 821 znaků).
Jazyk
CZ
Anotace
Střevní mikrobiom hraje důležitou roli v mnoha biochemických procesech nejen v gastrointestinálním traktu, ale má vliv také například na činnost mozku, plic
nebo srdce. Funkce střevní mikroflóry je ovlivněna např. stravou, prodělanými
nebo aktuálními nemocemi, fyzickou kondicí, psychickým stavem, věkem
a v neposlední řadě farmakoterapií, např. antibiotiky. Významnou roli hraje v metabolismu xenobiotik a může nepřímo působit na metabolismus léčiv změnou regulace a exprese jaterních biotransformačních enzymů. Klíčovými enzymy první fáze biotransformace léčiv u člověka jsou cytochromy P450 (zkráceně CYP).
Cílem diplomové práce bylo v první řadě studium vlivu střevního mikrobiomu, spolu s rozdíly mezi samci a samicemi, na expresi jaterních cytochromů P450 s využitím bezmikrobních myší. Další experimentální skupinou byly myši s uměle vytvořeným zánětem gastrointestinálního traktu, při jehož vzniku hraje mikrobiom klíčovou, ale zatím ne zcela objasněnou roli. V posledním experimentu byl sledován efekt modelového léčiva - metronidazolu - na expresi cytochromů P450 v játrech myší v čase, ovlivnění těchto změn přítomností i absencí střevních bakterií.
Z výsledků diplomové práce je zřejmé, že střevní mikrobiom ovlivňuje expresi
a aktivity cytochromů P450, a může mít tak vliv na odpověď jednotlivých pacientů na terapii.
Anotace v angličtině
Intestinal microbiome plays an important role in many biochemical processes not only in the gastrointestinal tract but also in the brain, lungs or heart, for example. Proper function of the intestinal microflora is affected by diet, illnesses, physical condition, mental condition, age or pharmacotherapy, e.g. by antibiotics. It plays an important role in the metabolism of xenobiotics and can affect indirectly drug metabolism by altering the regulation and expression of liver biotransformation enzymes. The key enzymes of the first phase of drug biotransformation in humans are cytochromes P450 (abbrev. CYP).
The aim of this diploma thesis was to study the effect of intestinal microbiome, together with sex differences, on the expression of hepatic cytochrome P450 using germ-free mice. Another experimental group was mice with artificial inflammation of the gastrointestinal tract, in which microbiome plays an important but not yet fully understood role. In the last experiment, the effect of the model drug - metronidazole - on the expression of cytochrome P450 in the liver of mice was studied and how these changes are influenced by the presence of intestinal bacteria. From the results of this thesis it is clear that intestinal microbiome affects the expression and activities
of cytochromes P450 and thus may influence the response of individual patients
to therapy.
gut microbiome, metabolism of xenobiotics, biotransformation enzymes, cytochrome P450, metronidazole
Zásady pro vypracování
Závěrečná práce bude vypracována v souladu s doporučeným stylem pro závěrečné práce na oboru Biochemie PřF UP uvedeným na webové stránce Katedry biochemie (http://biochemie.upol.cz/index.php/cs/studium/zaverecne-prace).
Vzhledem k nouzovému stavu platnému v době odevzdání závěrečných prací ve školním roce 2019/2020 je student povinen vložit ekvivalentní elektronickou podobu závěrečné práce do systému STAG a doplnit povinné údaje o své práci (viz Opatření děkana Přírodovědecké fakulty UP v Olomouci k provedení některých ustanovení Studijního a zkušebního řádu UP v Olomouci a Rigorózního řádu UP v Olomouci).
Dva svázané výtisky obsahujících CD s elektronickou verzí závěrečné práce student odevzdá přímo zkušební komisy v den obhajoby.
Teoretická část:
1) Seznámit se s problematikou metabolismu cizorodých látek u experimentálních zvířat a u lidí.
2) Prostudovat vlastnosti enzymů odpovědných za metabolické přeměny léčiv a úlohu mikrobiomu v trávicím traktu.
Praktická část:
1) Osvojit si práci s biologickým materiálem a naučit se metodické přístupy pro měření aktivity enzymů, zejména cytochromů P450. Seznámit se s metodami vhodnými pro sledování změny exprese proteinů (např. RT PCR, Western blot).
2) Provést vlastní experimenty zaměřené na měření aktivity a sledování změny exprese různých forem cytochromů P450 u experimentálních zvířecích modelů se změněným mikrobiomem.
3) Vyhodnotit a zpracovat naměřená data. Interpretovat získané výsledky.
Zásady pro vypracování
Závěrečná práce bude vypracována v souladu s doporučeným stylem pro závěrečné práce na oboru Biochemie PřF UP uvedeným na webové stránce Katedry biochemie (http://biochemie.upol.cz/index.php/cs/studium/zaverecne-prace).
Vzhledem k nouzovému stavu platnému v době odevzdání závěrečných prací ve školním roce 2019/2020 je student povinen vložit ekvivalentní elektronickou podobu závěrečné práce do systému STAG a doplnit povinné údaje o své práci (viz Opatření děkana Přírodovědecké fakulty UP v Olomouci k provedení některých ustanovení Studijního a zkušebního řádu UP v Olomouci a Rigorózního řádu UP v Olomouci).
Dva svázané výtisky obsahujících CD s elektronickou verzí závěrečné práce student odevzdá přímo zkušební komisy v den obhajoby.
Teoretická část:
1) Seznámit se s problematikou metabolismu cizorodých látek u experimentálních zvířat a u lidí.
2) Prostudovat vlastnosti enzymů odpovědných za metabolické přeměny léčiv a úlohu mikrobiomu v trávicím traktu.
Praktická část:
1) Osvojit si práci s biologickým materiálem a naučit se metodické přístupy pro měření aktivity enzymů, zejména cytochromů P450. Seznámit se s metodami vhodnými pro sledování změny exprese proteinů (např. RT PCR, Western blot).
2) Provést vlastní experimenty zaměřené na měření aktivity a sledování změny exprese různých forem cytochromů P450 u experimentálních zvířecích modelů se změněným mikrobiomem.
3) Vyhodnotit a zpracovat naměřená data. Interpretovat získané výsledky.
Seznam doporučené literatury
1) FERRIER D.R.: Lippincott Illustrated Reviews: Biochemistry (7th ed.), Philadelphia: Wolters Kluwer 2017
2) ANZENBACHER P., ANZENBACHEROVÁ E., Cytochromes P450 and metabolism of xenobiotics, Cellular and Molecular Life Sciences 2001;58:737-747
3) JANČOVÁ P., ANZENBACHER P., ANZENBACHEROVÁ E., Phase II drug metabolizing enzymes, Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub., 2010 Jun;154(2):103-16
4) JOUROVÁ L., ANZENBACHER P., ANZENBACHEROVÁ E.: Human gut microbiota plays a role in the metabolism of drugs., Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub., 2016, 160(3):317-326
5) BEGER, RD., FLYNN, TJ.: Pharmacometabolomics in drug safety and drug-exposome interactions Metabolomics 2016, 12(7), Article Number: 123
Seznam doporučené literatury
1) FERRIER D.R.: Lippincott Illustrated Reviews: Biochemistry (7th ed.), Philadelphia: Wolters Kluwer 2017
2) ANZENBACHER P., ANZENBACHEROVÁ E., Cytochromes P450 and metabolism of xenobiotics, Cellular and Molecular Life Sciences 2001;58:737-747
3) JANČOVÁ P., ANZENBACHER P., ANZENBACHEROVÁ E., Phase II drug metabolizing enzymes, Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub., 2010 Jun;154(2):103-16
4) JOUROVÁ L., ANZENBACHER P., ANZENBACHEROVÁ E.: Human gut microbiota plays a role in the metabolism of drugs., Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub., 2016, 160(3):317-326
5) BEGER, RD., FLYNN, TJ.: Pharmacometabolomics in drug safety and drug-exposome interactions Metabolomics 2016, 12(7), Article Number: 123
Přílohy volně vložené
CD ROM
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
V úvodu obhajoby předsedkyně komise doc. RNDr. Lenka Luhová, Ph.D. představila studentku přítomným akademickým pracovníkům a hostům. V rámci prezentace své práce Vliv změny složení mikrobiomu na expresi a aktivitu cytochromů P450 studentka seznámila všechny zúčastněné s cíli práce a hlavními metodami využitými při jejím zpracování, dále se získanými výsledky a z nich vyplývajícími závěry.
Následně byl přečten posudek vedoucího práce a oponentský posudek. Studentka zodpověděla dotazy položené v posudku vedoucího i oponenta. Odpověděla také na dotazy členů zkušební komise:
doc. Petřivalský: Není správně hovořit o expresi mRNA ale spíše o expresi genu. Regulace u zánětu navíc není jen na úrovni exprese ale i na úrovni enzymové aktivity. Jak jste měřili koncentraci resorufinu? Proč jste nepoužili klasickou fluorescentní metodu?
doc. Tarkowski: Oceňuji velmi dobře strukturovanou prezentaci.