Bi8110 Mechanismy karcinogeneze

Přírodovědecká fakulta
jaro 2020
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Jiřina Hofmanová, CSc. (přednášející)
prof. RNDr. Alois Kozubík, CSc. (přednášející)
doc. Mgr. Karel Souček, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Alena Hyršlová Vaculová, Ph.D. (přednášející)
prof. Mgr. Vítězslav Bryja, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. Mgr. Vítězslav Bryja, Ph.D.
Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiřina Hofmanová, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Út 10:00–11:50 BFU
Předpoklady
Bi7070 Fyziologie buněčných systémů
Nutné základní znalosti z biochemie, buněčné fyziologie a molekulární biologie a předcházející absolvování přednášky Fyziologie buněčných systémů
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Jiné omezení: Na předmět se vztahuje povinnost registrace, bez registrace může být znemožněn zápis předmětu!
Mateřské obory/plány
předmět má 9 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Cílem předmětu je podat komplexní pohled na proces karcinogeneze od indukce mutací až po vznik metastáz včetně genotoxických, epigenetických a negenotoxických faktorů, které se podílejí na vzniku a rozvoji nádorových onemocnění. Jsou vysvětlovány molekulárně biologické principy změn mimobuněčné, mezibuněčné i vnitrobuněčné komunikace vedoucí k poruchám regulace buněčného dělení, diferenciace a apoptózy. Je objasňována úloha kmenových buněk, specifických signálních drah a nádorového mikroprostředí v nádorovém procesu. Studenti jsou seznámeni s mechanismy vzniku a rozvoje některých častých nádorových onemocnění, jako jsou leukémie, nádory tlustého střeva, prostaty, prsu, plic, jater a kůže. Je objasňována úloha faktorů vnějšího prostředí v rozvoji nádorů, zejména diety a jejích lipidových složek včetně možných mechanismů jejich působení a dále možnosti a význam současných diagnostických a terapeutických přístupů včetně mechanismů působení vybraných léčiv.
Výstupy z učení
Na konci tohoto kurzu bude student schopen: porozumět komplexnímu pohledu na proces karcinogeneze s ohledem na úlohu mutagenních (genotoxických), epigenetických i negenotoxických příčin a faktorů; vysvětlit a porozumět základním procesům vedoucím na úrovni buněk a buněčných populací ke vzniku a rozvoji nádorových onemocnění včetně tvorby metastáz; interpretovat molekulárně biologické principy ovlivňující mimobuněčnou, mezibuněčnou a vnitrobuněčnou komunikaci a přenos specifických signálů vedoucích k poruchám proliferace, diferenciace a apoptózy; vysvětlit úlohu a význam kmenových buněk, specifických signálních drah a nádorového mikroprostředí pro rozvoj nádorů; popsat mechanismy a faktory podílející se na vzniku a rozvoji nejčastějších nádorů (leukémie, nádory tlustého střeva, prsu, prostaty, plic, jater, kůže); porozumět principům působení faktorů vnějšího prostředí, zejména úloze dietetických lipidů a lipidového metabolismu v procesu karcinogeneze; diskutovat o otázkách prevence, diagnostiky a léčby nádorových onemocnění; využít získaných znalostí nových vědeckých poznatků z výše uvedených oblastí pro studium prevence a nových terapeutických přístupů.
Osnova
  • Vznik a rozvoj nádorového onemocnění; historie, názvosloví, základní pojmy. Fáze karcinogeneze (iniciace, promoce, progrese) a jejich charakteristika; genetické, epigenetické a negenotoxické aspekty; Transformace buněk; kontaktní inhibice buněk; Typy nádorů; spontánní a indukované nádory (onkogenní viry, chemické a fyzikální karcinogeny); nádory benigní a maligní, klasifikace nádorů podle tkání. Význam mutací u nádorových onemocnění; poškozování a reparace DNA, mikrosatelity, genetická nestabilita; klonální selekce a expanze; amplifikace genů; ztráta heterozygotnosti; kontrolní body buněčného cyklu, apoptóza a mutovaný fenotyp; genetické vs. environmentální faktory, lidské dědičné syndromy. Molekulární základy vzniku a rozvoje nádorového onemocnění; protoonkogeny a onkogeny, nádorově supresorové geny; virová transformace; aktivační a inaktivační mutace, růstová stimulace a inhibice; autokrinní signál; zpětnovazebná regulace. Epigenetické mechanismy karcinogeneze; metylace DNA, acetylace histonů, microRNA; Imortalizace buněk, telomery a telomeráza, faktory ovlivňující imortalizaci, využití v terapii. Promoční fáze karcinogeneze; negenotoxické factory a mechanismy; úloha buněčné komunikace a interakce; stimulační a inhibiční signály; růstové regulátory v karcinogenezi; úloha a význam mezerovitých spojení tzv. "gap junctions" (GJ); regulace GJ a její poruchy u nádorů; deregulace proliferace, diferenciace a apoptózy, tkáňová homeostáza. Teorie kmenových buněk, význam pro rozvoj nádorů, heterogenita nádorů. Úloha nádorového mikroprostředí; specifické signály a komunikace buněk. Metastázy; příčiny vzniku, metastatická kaskáda; změny v interakci buňka-buňka, buňka - mimobuněčná matrix; změny adhezivních molekul a vnitrobuněčného signálování; poruchy proteolytické-antiproteolytické rovnováhy, úloha mucinů; Epiteliálně-mesenchymální přechod a jeho regulace. Angiogeneze; význam, interakce nádorové buňky s endotelem; úloha buněčné adheze; induktory a inhibitory angiogeneze. Vznik a rozvoj specifických typů nádorů (genetické a epigenetické příčiny, vliv prostředí); Poruchy krvetvorby - leukémie; chronická myeloidní leukémie, myelodysplastický syndrom, akutní leukémie, genetické poruchy, poruchy proliferace, diferenciace a apoptózy; diagnostika a léčba, terapeutické využití cytokinů. Epiteliální nádory; karcinomy střeva, prsu, prostaty, kůže; ostatní nádory; Genetické a negenetické příčiny, dědičné syndromy, prekancerózní stavy, etiologie, rozvoj, specifické signální dráhy, endogenní faktory – cytokiny, růstové faktory, eikosanoidy; úloha vnějších faktorů. Hormonální karcinogeneze; přenos signálu steroidních hormonů, vnitrobuněčné receptory; exogenní hormony. Faktory vnějšího prostředí v procesu karcinogeneze; záření, chemické látky, viry a bakterie; Význam životního stylu; Nutriční aspekty karcinogeneze; karcinogeny v potravě, promoční a antipromoční působení složek potravy (vitamíny, antioxidanty). Obsah a složení tuků v potravě, polynenasycené mastné kyseliny (n-6 a n-3 mastné kyseliny) a jejich metabolity v karcinogenezi; molekulární mechanismy jejich působení; změny buněčných membrán a buněčného lipidomu, oxidativní metabolismus; vláknina a mastné kyseliny s krátkým řetězcem (butyrát); Praktické aspekty, prevence, klinika. Prevence, diagnostika a léčba nádorových onemocnění; Preventivní faktory; Nádorová diagnostika a specifické markery, prognostické vs. prediktivní faktory; cytokinetické parametry, molekulární a jiné markery; Prediktivní onkologie; molekulární patologie; Moderní metody detekce (průtoková a vysokorozlišovací cytometrie a mikroskopie, laser scanning, molekulární a další metody, microarrays); Terapie - chirurgie, záření, chemoterapie, imunoterapie; podpůrné faktory. Mechanismy působení chemoterapeutik; mechanismy vzniku lékové rezistence; Nové směry vývoje nádorové léčby; Srovnání metod a interpretace naměřených parametrů; Hodnocení dat, bioinformatika, vícerozměrné analýzy.
Literatura
    povinná literatura
  • Genotoxicita a karcinogeneze. (Genotoxicity and carcinogenesis) https://is.muni.cz/auth/el/1431/jaro2013/Bi6871/um/genotx-a-karcige/index.html . E-learningový učební materiál
  • ALBERTS, Bruce. Základy buněčné biologie : úvod do molekulární biologie buňky. Translated by Arnošt Kotyk. 2. vyd. Ústí nad Labem: Espero Publishing, 2004, xxvi, 630. ISBN 8090290620. info
    doporučená literatura
  • ALBERTS, Bruce. Molecular biology of the cell. 3rd ed. New York: Garland Publishing, Inc., 1994, xliii, 129. ISBN 0-8153-1620-8. info
  • Nutritional oncology. Edited by David Heber. 2nd ed. Amsterdam: Elsevier-Academic Press, 2006, xxiv, 822. ISBN 0120883937. info
  • Signaling networks and cell cycle control : the molecular basis of cancer and other diseases. Edited by J. Silvio Gutkind. 1st ed. Totowa: Humana Press, 2000, xiv, 578. ISBN 089603710X. info
  • Cell cycle and growth control : biomolecular regulation and cancer. Edited by Gary S. Stein - Arthur B. Pardee. 2nd ed. Hoboken, N.J.: Wiley-Liss, 2004, xiii, 800. ISBN 0471250716. info
  • Functional metabolism, Regulation and adaptation, Ed. K. B. Storey, Wiley-Liss, Inc., Hoboken, New Jerswy, 2004
  • Apoptosis and Cancer Therapy, Vol. 1 and 2, Eds. K.M. Debatin, S. Fulda, WILEY-VCH Verlag GmbH&Co.KgaA, Weinheim, 2006
  • ADAM, Zdeněk, Jiří VORLÍČEK a Jana KOPTÍKOVÁ. Obecná onkologie a podpůrná léčba. Praha Publishing: Grada, 2003, 788 s. ISBN 80-247-0677-6. info
  • KLENER, Pavel. Klinická onkologie. 1. vyd. Praha: Galén, 2002, xxxvii, 68. ISBN 802460468X. info
  • KREJSEK, Jan a Otakar KOPECKÝ. Klinická imunologie. 1. vyd. Hradec Králové: NUCLEUS HK, 2004, 941 s. : i. ISBN 80-86225-50-X. info
  • HALLIWELL, Barry a John M. C. GUTTERIDGE. Free radicals in biology and medicine. 4th ed. Oxford: Oxford University Press, 2007, xxxvi, 851. ISBN 9780198568681. info
  • Doporučené speciální reviews a vědecké články ( Recommended reviews and research papers)
  • FÖLSCH, U. R., K. KOCHSIEK a R. F. SCHMIDT. Patologická fyziologie. Vyd. 1. Praha: Grada Publishing, 2003, 586 s. ISBN 80-247-0319-X. info
Výukové metody
Přednášky a diskuse v hodinách. Procvičování odpovědí na otázky u každé lekce v elektronických učebních materiálech.
Metody hodnocení
Účast na přednáškách není povinná, ale je velmi doporučována s ohledem na správné porozumění probírané látce. Během přednášek jsou studenti dotazováni na látku probíranou v minulé lekci. Předmět je zakončen nejdříve krátkou základní písemnou zkouškou. Studenti musí odpovědět na asi 10 otázek , které tvoří průřez všemi probíranými tématy. Následuje ještě podrobnější ústní zkouška hodnocená společně s písemnou zkouškou vyučujícím.
Navazující předměty
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.