Bi1500 Biologie nádorů pro každého aneb buněčná filozofie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2023
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Jan Šmarda, CSc. (náhr. zkoušející)
Garance
prof. RNDr. Jan Šmarda, CSc.
Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jan Šmarda, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Po 17:00–18:50 B11/132
Předpoklady
!CORE2
Středoškolské znalosti základů buněčné biologie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
Základním východiskem kurzu je obecně přijímaný koncept nádorové biologie vycházející z jedenácti typických vlastností nádorů. Objasnění těchto jedenácti vlastností vede k odhalení základních pravidel a principů, jejichž dodržování je nezbytné pro fungování zdravého, životaschopného organismu. Mnohobuněčný organismus je tak prezentován jako komplexní systém tvořený mnoha buňkami, které spolupracují, zatímco nádory jsou výsledkem opuštění spolupráce a porušováním jejích základních principů. Na základě obecné teorie systémů kurz nabízí hledání paralel a extrapolací pravidel spolupráce a forem jejich porušování i v jiných komplexních systémech, včetně lidské společnosti. Kurz nabízí posluchačům kromě detailnějšího vhledu do podstaty vzniku a vývoje nádorů také zamyšlení nad otázkou, zda i lidé, podobně jako nádorové buňky, neporušují nebezpečně a sebedestruktivně klíčová pravidla podmiňující dobré fungování společnosti.
Výstupy z učení
Absolvováním tohoto předmětu získá student podrobnější představu o tom, jak a proč vznikají nádory, a v důsledku toho i jasnější představu o základních pravidlech chování buněk ve zdravém, funkčním mnohobuněčném organismu. Na základě obecné teorie systémů se může pokusit odvozovat obecnější pravidla a principy chování složek tvořících komplexní, živé systémy, včetně chování lidí v lidské společnosti.
Osnova
  • 1. Mnohobuněčný organismus: vývoj mnohobuněčného organismu, počet, rozmanitost a uspořádání buněk v lidském těle, buněčná diferenciace, řízení mnohobuněčného organismu; obecná teorie systémů, fraktály, mnohobuněčný organismus jako systém, superorganismy, řízení zdola. 2. Kde se berou nádory: modely vývoje nádorů, koncept Weinberga a Hanahana „jedenáct typických znaků nádorů“; rakovina jako metafora, osm smrtelných hříchů Konrada Lorenze, jedenáct ne-smrtelných hříchů. 3. Buněčný cyklus: regulace buněčného dělení, struktura signální dráhy, onkogeny a nádorové supresory a způsoby jejich poškození u nádorů; význam komunikace, závod člověka se sebou samým, pravda a lež. 4. Programovaná buněčná smrt: apoptóza a nekróza, induktory a regulace buněčné smrti, mitochondrie a apoptóza, fyziologická buněčná smrt; vyhoštěná smrt, smrt jako absence života, smrt jako měřítko života, tvořivá kombinace „ano a ne“. 5. Genetická nestabilita: rychlost vývoje nádorů, úroveň genetické nestability, zdroje poškozování DNA, opravné mechanismy, vrozené dispozice k vývoji nádorů, mutátorová hypotéza, replikační stres; chaos a řád, poškozování DNA – dvojsečná zbraň, význam dodržování pravidel, kluzký svah, model „Nezastavuj kvůli opravě ve válečné zóně“. 6. Telomery a buněčné stárnutí: Hayflickův limit, telomery, telomeráza, neomezený replikační potenciál, buněčná senescence, nádory a stárnutí; antagonistická pleiotropie, rakovina jako nemoc vyššího věku, neochota stárnout, touha po nesmrtelnosti. 7. Angiogeneze a energetický metabolismus: nádorová angiogeneze, struktura zdravé a nádorové vaskulatury, genetické a epigenetické faktory indukující angiogenezi, Warburgův efekt - přeprogramování energetického metabolismu, nádorová kachexie; komunikace, spolupráce nenádorových a nádorových buněk, sobecké zneužívání zdrojů, plýtvání. 8. Metastazování: metastatická kaskáda, karcinomy, adhezivní komplexy, anoikis, degradace extracelulární matrix, epiteliálně mezenchymální tranzice, kolonizace a dormantní nádory; komunikace, kde je buňka doma, hodnota domova a význam vztahů. 9. Nádory a imunitní systém: hypotéza imunitního dohledu, nádorové antigeny, hypotéza imunoeditace, mechanismy úniku dohledu imunitního systému, akutní a chronický zánět; imunitní systém ve vývoji nádorů – dvojsečná zbraň, právní systém, obcházení zákonů, permanentní mobilizace. 10. Dva pohledy na vývoj nádorů: jediná odrodilá buňka nebo společenství buněk, somatická mutační teorie nebo teorie pole tkáňové organizace, redukcionisté nebo organicisté, centrální dogma molekulární biologie, nádorové mikroprostředí, epigenetický model vývoje nádorů; Stanfordský vězeňský experiment, teorie opravného faktoru Dana Arielyho, korumpující vliv prostředí, tři roviny odpovědnosti, pýcha a do sebe zahleděný individualismus. 11. Nádorový supresor p53: molekulární mechanismus fungování proteinu p53, buněčná úloha p53, p53 jako ústřední ochránce před vývojem nádorů, evoluční původ p53, p53 jako prerekvizita mnohobuněčnosti; p53 jako buněčná moudrost, svědomí, odpovědnost a umění se správně rozhodnout, vzpoura deprivantů. 12. Evoluční pohled na nádory: kde se berou nádory, velké evoluční přechody, velké evoluční přechody jedince, vznik mnohobuněčnosti, germ-soma diferenciace, evoluční inovace, spolupráce a podvádění; eusocialita, superorganismy, sobectví a altruismus, evoluční teorie her, trestání a čtvrtá rovina odpovědnosti.
Literatura
    doporučená literatura
  • WEINBERG, Robert A. Jediná odrodilá buňka : jak vzniká rakovina. Vyd. 1. Praha: Academia, 2003, 156 s. ISBN 8020010718. info
  • WEINBERG, Robert A. The biology of cancer. Second edition. London: Garland Science, 2013, xx, 876. ISBN 9780815345282. info
Výukové metody
přednášky – diskuse
Metody hodnocení
Předmět poskytuje stručné a srozumitelné shrnutí současného stavu našich znalostí o příčinách a mechanismech, které vedou k vývoji nádorů. Nahlíží na nádory jako na inherentní součást života mnohobuněčných organismů a důsledek porušování základních pravidel a principů, na kterých je fungování mnohobuněčných systémů založeno. Vede studenty k zamyšlení nad tím, k čemu vede porušování podobných či analogických pravidel a principů v lidské společnosti. Hlavním smyslem tedy není získání a osvojení si nových znalostí, ale právě ochota se zamyslet, vnitřně se „angažovat“ v některém z nabízených témat, a na toto téma napsat závěrečnou esej.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2024.