Experimentální analýza mechanických vlastností modelových buněčných linií hepatocelulárního karcinomu

Abstract

Analýza elastických vlastností nádorových buněk nabízí nový úhel pohledu v oblasti patologie a patofyziologie buňky. Elasticita buněk je dána zejména složením a organizací cytoskeletu, který se skládá ze tří typů vláken a doprovodných proteinů. Cílem této práce je pomocí mikroskopie atomárních sil provést experimentální analýzu modulu pružnosti jednotlivých buněk dvou linií hepatocelulárního karcinomu (SNU475 a HuH7), dále analyzovat modul pružnosti týchž buněk s vnesenými mutacemi pro cytoskeletální protein plektin, a nakonec změřit modul pružnosti při procesu epiteliálně-mesenchymální tranzice (EMT) indukované TGF-?1 (u nemutovaných i mutovaných buněk obou linií). V úvahu je bráno i rozložení modulu pružnosti v jádře a v cytoplazmě. Výsledky ukazují, že absence plektinu v buňkách obou linií má za následek signifikantní snížení modulu pružnosti v jádře i v cytoplazmě, oproti tomu proces EMT je zodpovědný za růst modulu pružnosti v oblasti cytoplazmy.

Elastic properties analysis of cancerous cells provides different perspective in pathology and pathophysiology of a cell. Cell's elasticity is defined by composition and organization of the cytoskeleton, which consists of three types of fibers and associated proteins. The aim of the thesis is to perform an experimental analysis of the elastic modulus via AFM, measuring single cells of two different hepatocellular carcinoma cell lines (SNU475 and HuH7). The analysis of elastic modulus includes wildtype cells (WT), cells with introduced mutations for cytoskeletal protein plectin (KO) and finally both WT and KO during epithelial-mesenchymal transition (EMT) induced by TGF-?1. Distribution of the elastic modulus in nuclear and cytoplasmatic region is also considered. Results show that plectin-deficient cells have significantly lower elastic modulus in both regions, unlike cells during EMT, which is responsible for increased elastic modulus in cytoplasm.