Biologie vytipovaná doporučená literatura k celému semestrálnímu kurzu podzim 2020: (aneb co určitě v knihovně na Palackého tříde najdete) Alberts: Essential cell biology (velká tlustá – není potřeba studovat vše, anglicky, ale názorná, na některé pasáže super grafika, budete se k ní rádi vracet mnoho let. Je to standart na mnoha anglických univerzitách) super zdroj angličtiny pro Erasmus atd Genetika pro gymnázia Jan Šmarda 2003 - Dobře a názorně Mendelovy zákony i další mioza, mitosa atd Hořejší:Základyimunologie Obsáhlá, není potřeba na tento semestr studovat vše, shodne s v mnoha dalších předmětech. Knížka ke které se budete vracet i v praxi celý život MODERNÍ METODY a TRENDY (poslední předvánoční přednáška z BIOLOGIE) JAK LIKVIDOVAT PATOGEN FLOW-CYTOMETRIE JAK SE SIMULUJE IN SILICO J. Skopalík 6.12.2021 Oslí můstek 1 • Co potřebuje patogen (např. virus) pro své zmnožení a expanzi z organismu???? Oslí můstek 1 • Co potřebuje virus pro své zmnožení a expanzi z organismu???? ------------ Potřebuje a) aerosol b) extracelulární amtrix c) cytosol Potřebuje a) živou buňku b) mrtvou buňku C a A je správně Oslí můstek 1 • Co potřebuje virus pro své zmnožení a expanzi z organismu???? ------------ Potřebuje a) aerosol b) extracelulární matrix c) cytosol Potřebuje a) živou buňku b) mrtvou buňku Čili jak zabranit množení virů v tělě: počíhat si na něj můžemena několika místech 1) NA VNĚJŠÍ MEMBRÁNĚ : analogie měsíční modul Blocking of VIRUS landing by FUSION INHIBITORS • Nucloside inhibitors • NON-nulceoside inhibitors 2) V CYTOSOLU V BUŇCE 3) ZASTAVIT VÝROBU JEHO KAPSIDU uvnitř buňky: Protease inhibitors (against HIV protease is responsible for processing of the gag and gagpol polyproteins during virion maturation. The activity of this enzyme is essential for capsid finalisation and escape of virionnfrom cell) Některé moderní molekuly co „zašpuntují“ konkrétní proteazu : 4) ELIMINOVAT patogen nejakým „lepidlem“ už když je v krvi (makrofágy, IgM a IgG protáletky 5) Nebo ELIMINOVAT celou buňku ve které se množí (lymfocyty a NK imunitní buňky zařídí zabití buňky Bezpečnou a recyklaci) Dnes v přednášce tedy tři úhly pohledu na boj proti „patogenu“ A – Pohled na likvidaci buňky B - Něco o FLOW-CYTOMETRII C - Něco o inhibitorech (aneb o IN SILICO návrzích léků = „špuntů“) A – LIKIVDACE BUŇKY Drobné opakování kaskády geneze imunitních buněk Tyto lymfocytové linie jsou nejdůležitější T - lymfocyty Jak víte už z předcházejících přednášek, CD8 T lymfocyt umí rozeznat patologickou buňku a Tlymfocyt díky „sepnutí“ FAS ligandu nastartuje Exisrují i jiné T lymfocyty ale ty nemají přímo „zabíjecí schopnost“ (paměťové) Cytotoxic T Cells and T Helper Cells - Bing video CD8 T lymfocyt ještě na jiné ilusttraci (všimni si na videu klíčového signálu prezentovaného na MHCI ligandu a kooperaci CD8 a TCR makromolekuly při startu „zabíjení“ patologické buňky VIDEO ZDE Učebnicové schema B - lymfocyty Tyto lymfocyty také umí bojovat Poznámka bokem: „DO NOT EAT ME“ signal molecules CD47 and CD200 Lymfocyty – někdy fungují a zabíjí tělu vlastní věci lépe než chceme T lymph. / dendritic cell Boj Makrofágu a bakterie zblízka vyfocen mikroskopem Stimulace T lymfocytu dendritickou buňkou (antigen prezentující buňka pro aktivaci T lymfocytu) Poznámak na závěr: BOJ LYMFOCYTů s PATOGENY je poměrně těžké zkoumat a fotit, ale moderní mikroskopy to umožňují B -FLOW CYTOMETRY • Mikroskopei je krásná, ale není možné každý kousek pacientova těla pomalu prohlížet pod mikroskopem a dělat statistiku jaké a kolik lymfocytů je tam nachystáno nebo jaké a kolik již interaguje s patogenem nebo cancer cell. Flow Cytometry (česky průtoková cytometrie) is a technique used to detect and measure physical and chemical characteristics of a population of cells or particles (například odběr 5 ml krve, nebo biopsie z mízních uzlin). A vyšetření a statistika je hotova v rámci minut ! U mnoha onemocnění jde totiž o čas. U mnoha zase musíme sledovat každý den opakovaně (např akutní leukemické stavy) Buňky jsou po té promíchány a naředěny v nosném roztoku (podobné pH jako fyziologický roztok ) a pak hnány speciální tryskou přes laser a detektor – vše extremně jená mechanika řízená počítačem. Typická průtokový cytometr Zopakovali jsme si před chvílí, že napříkald dva různé typy T-lymfocytů mají tyto dva různé markery na svém povrchu CD4 CD4 is a T helper cell marker, which is a single chain transmembrane protein. CD8 CD8 is a cytotoxic T cell marker, a heterodimer formed by the linkage of α and β chains by disulfide bonds, and the extracellular structure is an IgSF member. The cytoplasmic region of CD8 molecule can be combined with p56lek kinase to participate in signal transduction. Povrchá mol. Protilátka Protilátka+Fluo Povrchový znak CD8 nebo CD 4 lze dobře využít k „nabarvení“ a identifikaci buňky: Buňky s nabarveným znakem CD8 nebo CD 4 pak nalejeme do průtokového cytometru a počítač už rychle počítá kolik je kterých: Moderní multiparametrické cytometry Tak může vypadat výsledek vyšetření pacientovy krve: Najdete rozdíl ??????????????????? Zdravý Nemocný: C – IN SILICO návrhy léčiv Nejdříve je potřeba do počítače nahrát 3D strukturu atomů tvořících enzym: A přesně zjistit kde je tzv. AKTIVNÍ MÍSTO enzymu Pak pomoci počítače zkoušíme hledání (dokování) specifických inhibitorů do modelu enzymu. • Ten který „sedne“ nejlépe a „zašpuntuje“ aktivní místo natrvalo je ideální pro použití a testování na zvířatech a pak na klinické studie. • Není to samozřejmě lehký proces. Neboť řada perfektní „špuntů“ se ukáže jako nebezpeční pro řadu jiných životně důležitých enzymů, třeba zastavuje nebo zpomaluje enzym P450 v játrech a to je průšvich a proto musíme testovat a hledat jiné makromolekuly pro zašpuntování. Celý obor počítačového simulování se jmenuje IN SILICO PHARMACOLOGY Více přehledově např na https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1978274/ IN SILICO modely se začínají používat také na modelování sady interakcí imunitních buněk v konkrétním případě nemoci : tzv. Kinetické Modely interakcí buněk https://nimml.org/CellPubModels/Macrophage_April2012/