C7187 Experimentální onkologie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2021
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
doc. Mgr. Pavel Bouchal, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Roman Hrstka, Ph.D. (přednášející)
MUDr. Petr Müller, Ph.D. (přednášející)
MUDr. Pavel Fabian, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Eva Budinská, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Martin Bartošík, Ph.D. (přednášející)
Garance
doc. Mgr. Pavel Bouchal, Ph.D.
Ústav biochemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Pavel Bouchal, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav biochemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
St 16:00–17:50 B11/335
Předpoklady
C4182 Biochemie II || Bi4020 Molekulární biologie
Předmět je koncipován zejména pro studenty navazujícího magisterského a doktorského studia oborů biochemie, molekulární biologie a genetika a lékařská genetika-molekulární diagnostika. Předpokládají se znalosti na úrovni základních kurzů biochemie a molekulární biologie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Na konci předmětu budou studenti rozumět mechanismům maligní transformace, budou mít přehled o biologii a biochemii nádorové buňky a mechanismech vývoje a šíření nádorů. Měli by být schopni správně aplikovat genomické, epigenetické, proteomické a statistické přístupy a používat základní databázové zdroje v experimentální onkologii. Studenti budou dále rozumět principům molekulárního klonování, přístupům užívaným při produkci a purifikaci proteinů a vývoji protilátek, použití terapeutických protilátek a genové terapie. Kromě toho budou schopni správně rozhodnout o použití nejvhodnějšího biologického materiálu pro různé typy studií a experimentů, jako jsou modelové systémy (buněčné linie, zvířecí modely), lidské tkáně či plasma. Získají rovněž základy onkologické farmakologie včetně vývoje a testování léčiv.
Výstupy z učení
Na konci předmětu budou studenti rozumět mechanismům maligní transformace, budou mít přehled o biologii a biochemii nádorové buňky a mechanismech vývoje a šíření nádorů. Měli by být schopni správně aplikovat genomické, epigenetické, proteomické a statistické přístupy a používat základní databázové zdroje v experimentální onkologii. Studenti budou dále rozumět principům molekulárního klonování, přístupům užívaným při produkci a purifikaci proteinů a vývoji protilátek, použití terapeutických protilátek a genové terapie. Kromě toho budou schopni správně rozhodnout o použití nejvhodnějšího biologického materiálu pro různé typy studií a experimentů, jako jsou modelové systémy (buněčné linie, zvířecí modely), lidské tkáně či plasma. Získají rovněž základy onkologické farmakologie včetně vývoje a testování léčiv.
Osnova
  • 1. Organizační záležitosti a požadavky ke zkoušce (P. Bouchal). Fyzikální, chemické a biologické faktory vzniku nádorů: Radiační vlivy, mechanismy účinku chemických karcinogenů, testování mutagenity, virová transformace. Biochemické změny u nádorových buněk, hypoxie, její příčiny a důsledky. Warburgův efekt. Mechanismy účinku cytostatik, léková rezistence. 15.9.
  • 2. Úvod do biologie nádorové buňky (R. Hrstka). Mechanismy maligní transformace. Angiogeneze, tvorba metastáz. Významné signální dráhy nádorové buňky. Epidemiologie nádorů. Protein p53, možnosti predikce, potenciální možnosti využití při terapii. 22.9.
  • 3. Metody experimentální onkologie (R. Hrstka). Mapování lidského genomu, funkční genomika. Metody založené na PCR. Možnosti čipových analýz. Nová generace sekvenování. Genové inženýrství. Modelové systémy v aplikovaném výzkumu. 29.9.
  • 4. Proteomické přístupy v experimentální onkologii (P. Bouchal). Necílená a cílená proteomika, používané kvantifikační přístupy. Vyhledávání biomarkerů, jejich verifikace a validace. Funkční proteomika v onkologickém výzkumu, analýza interakcí protein-protein. Volba biologického materiálu a metod, design experimentu, interpretace a validace dat. Praktické příklady výstupů z proteomických experimentů. 6.10.
  • 5. Použití lidského biologického materiálu ve výzkumu (P. Fabian). Lidské tkáně jako zdroj informací a nástroj k validaci experimentálních biologických modelů. Možnosti použití a metody zpracování tkáňových vzorků pro účely experimentální biologie. Prediktivní a prognostická patologie. Odhad biologických vlastností a prognózy zhoubných nádorů. Biologické prediktory odpovědi na léčbu. 13.10.
  • 6. Molekulární patologie a koncept personalizované medicíny (R. Hrstka). Klinicky využitelné biomarkery, laboratorní techniky, ko-alterace a dysregulace signálních drah, „decision making“, pre-analytické výzvy, biomarkery v klinických studiích. 20.10.
  • 7. Vývoj nových metod pro studium nukleových kyselin (M. Bartošík). Hybridizace DNA a vývoj hybridizačních biosenzorů pro detekci nádorových biomarkerů na bázi nukleových kyselin. Základy epigenetiky a detekce epigenetických změn (DNA metylace, mikroRNA) pomocí biosenzorů. Použití nanomateriálů, nanočástice, kvantové tečky. Elektrochemické biočipy. 27.10.
  • 8. Statistika (E. Budinská). Jak zabezpečit reproducibilitu a robustnost výsledků. Design studie a experimentu, přehled statistických postupů pro nalézání biomarkerů nebo molekulárních signatur pro klasifikaci a diagnostiku, validace výsledků. Jak minimalizovat falešně pozitivní výsledky. 3.11.
  • 9. Databázové zdroje a algoritmy v experimentální onkologii (P. Bouchal): Praktické použití algoritmů a databází na příkladech – práce s počítačem: NCBI, ExPASy, UniProt, BLAST, predikce sekundární struktury a posttranslačních modifikací proteinů. Human Protein atlas. Oncomine. Epidemiologie zhoubných nádorů v ČR (SVOD). 10.11.
  • 10. Genová terapie (P. Müller). Choroby léčitelné pomocí genové terapie. Vektory pro genovou terapii. Perspektivy genové terapie. Viry a jejich využiti v experimentální onkologii. Charakterizace a rozdělení viru. Nádory a viry. Adenovirové a lentivirové vektory. Viry a genová terapie. Proteinové inženýrství. Studium protein-protein interakcí. „Phage display“ pro hledání protein-protein interakcí. Analýza aktivity. „Protein engineering“. Příprava a purifikace proteinů. 24.11.
  • 11. Vývoj, charakterizace a produkce protilátek (P. Müller). Teorie přípravy monoklonálních a polyklonálních protilátek. Imunizační schémata, používaná zvířata a vhodné antigeny. Metody přípravy monoklonálních a polyklonálních protilátek. Metody charakterizace protilátek. Produkce, purifikace a značení protilátek. Oblasti aplikace protilátek. Humanizace protilátek. 1.12.
  • 12. Vývoj, testování a charakterizace léčiv (drug development) (P. Müller). Účinná látka, farmakodynamika, farmakokinetika. Modely používané pro „drug screening“. Knihovny chemických látek versus přírodní produkty. Kvantitativní a strukturní analýza potenciálního léčiva. Racionální vývoj léčiv. Klinické studie. 8.12.
  • Harmonogram aktualizován pro podzimní semestr 2021. Poslední aktualizace 15.9.2021.
Literatura
    doporučená literatura
  • REJTHAR, Aleš a Bořivoj VOJTĚŠEK. Obecná patologie nádorového růstu. 1. vyd. Praha: Grada, 2002, 206 s. ISBN 802470238X. info
Výukové metody
Přednášky odborníků z praxe spojené s dialogem přednášejícího a studentů, diskuse, odpovědi na otázky studentů. Praktické použití databázových zdrojů pomocí počítačů.
Metody hodnocení
Písemná zkouška - část s testovými otázkami a část s otázkami vyžadujícími psané odpovědi.
Informace učitele
Výuka v podzimním semestru 2021 bude probíhat prezenčně ve středu od 16:00 do 17:40.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2010 - akreditace, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.