Apoptóza Detekce Význam

Obsah Definice, historie apoptózy Morfologie apoptózy Fáze a mechanizmy vzniku procesu apoptózy Metody detekce apoptózy Apoptóza ve fyziologických procesech Apoptóza v patologických procesech Apoptóza v diagnóze a terapii a perspektivy výzkumu

Definice, historie apoptózy Programovaná buněčná smrt, aktivní proces, liší se od nekrózy Kerr JFR, Wyllie AH, Currie AR. Apoptosis: a basic biological phenomenom with wide ranging implications in tissue kinetics. British Journal of Cancer (1972), 26, 239 Evolučně konzervovaný (Caenorrhabditis elegans) Apoptosis – podzimní padání listů ze stromů

Morfologie apoptózy Kondenzace chromatinu Budding Apoptotická tělíska

Morfologie apoptózy (ELMI)

Fáze a mechanizmy vzniku procesu apoptózy Indukce apoptózy Aktivace efektorů apoptózy Fáze degradace

Indukce apoptózy Radiace Hypertermie Cytostatika Cytokiny Interakce T lymfocytů s cílovými buňkami Hypoxie, kyslíkové radikály, atd.

Aktivace efektorů apoptózy Receptorová signální dráha Nereceptorová signální dráha-poškození DNA, hypoxie, atd. Mitochondriální signální dráha Pozn. Na všech drahách se podílí členové rofiny BCL-2 !!

Apoptóza - receptorová signální dráha (převzato z Science, Vol 281, p 1306, 1998)

Apoptóza - receptorová signální dráha (FAS-L)

Apoptóza - nereceptorová signální dráha (převzato z Science, Vol 281, p 1320, 1998)

Mitochondriální signální dráha APAF Cytochrom c Ionty Ca

Rodina proteinů BCL-2 (antiapoptotické) (převzato z Science, Vol 281, p 1322, 1998)

Rodina proteinů BCL-2 (proapoptotické) (převzato z Science, Vol 281, p 1322, 1998)

Kaspázy (Caspases) Cysteinyl Aspartate Specific Proteinases Neaktivní prekurzory Specifické substráty

Fáze degradace Substráty kaspáz lamin B keratin 18 PARP Fragmentace DNA - DNA laddering Změny na cytoplasmatické membráně

Fáze a mechanizmy vzniku procesu apoptózy – souhrný graf I Fáze a mechanizmy vzniku procesu apoptózy – souhrný graf I. (převzato z xxx)

Fáze a mechanizmy vzniku procesu apoptózy – souhrný graf II Fáze a mechanizmy vzniku procesu apoptózy – souhrný graf II. (převzato z xxx)

Fáze a mechanizmy vzniku procesu apoptózy – souhrný graf III Fáze a mechanizmy vzniku procesu apoptózy – souhrný graf III. (převzato z xxx)

Fáze a mechanizmy vzniku procesu apoptózy – souhrný graf IV Fáze a mechanizmy vzniku procesu apoptózy – souhrný graf IV. (převzato z xxx)

Metody detekce apoptózy Světelná mikroskopie apoptotická tělíska Elektronová mikroskopie – ultrastruktura kondenzace chromatinu budding Změny DNA DNA laddering, značení štěpených konců DNA (TUNEL, ISNTA) Změny na cytoplasmatické membráně – exposice PS (fosfatidylserin) a vazba Annexinu V permeabilita membrány a vazba barviv na DNA (Hoechst, DAPI)

Metody detekce apoptózy Substráty kaspáz detekce štěpení PARP, laminu B, transglutaminázy Mitochondriální funkce uvolňování cytochromu c, změny membránového potenciálu mitochondriální membrány (rhodamin 123, Mitotracker)

Metody detekce apoptózy

Metody detekce apoptózy

Metody detekce apoptózy (TUNEL)

Metody detekce apoptózy

Metody detekce apoptózy

Metody detekce apoptózy (Lamin B)

Metody detekce apoptózy

Metody detekce apoptózy (xxx)

Metody detekce apoptózy Použití pouze jedné z metod nedokazuje jednoznačně přítomnost apoptózy – je třeba použít nejméně dvě metody (např. morfologie a TUNEL)!!

Apoptóza ve fyziologických procesech Embryogeneze Klimakterium, senium Ochrana „imunoprivilegovaných“ míst

Apoptóza v patologických procesech Patologická inhibice apoptózy Patologická indukce apoptózy

Patologická inhibice apoptózy Nádory folikulární lymfomy karcinomy s mutací genu p53 hormonálně dependentní nádory (karcinomy mléčné žlázy, prostaty, vaječníku) Autoimunní choroby systémový lupus erythematodes glomerulonefritidy

Patologická inhibice apoptózy Virové infekce Herpesviry Poxviry Bakteriální infekce TBC Alergická onemocnění

Patologická indukce apoptózy AIDS Neurodegenerativní onemocnění Alzheimerova choroba Parkinsonova choroba amyotrofická laterální skleróza

Patologická indukce apoptózy Myelodysplastické syndromy aplastická anemie Ischemické poškození infarkt myokardu mozková apoplexie Toxické poškození jater alkohol

Apoptóza v diagnóze a terapii a perspektivy výzkumu Intenzivní studium mitochondriální dráhy Zaměření na roli iontu Ca v procesu apoptózy Zlepšení metod detekce apoptózy fluorescenční dynamická detekce změn na membránách „timing“ jednotlivých změn – nutnost kvalitní zobrazovaní a záznamové techniky

Apoptóza v diagnóze a terapii a perspektivy výzkumu Imunohistochemické stanovení exprese BCL-2 v dif. dg. folikulární lymfom x folikulární hyperplasie Imunohistochemické stanovení proteinů regulujících apoptózu jako indikátorů prognózy (BCL-2 u karcinomu mléčné žlázy, stanovení laminu B u astrocytomů...)

Apoptóza v diagnóze a terapii a perspektivy výzkumu Možné ovlivnění regulačních apoptotických drah pomocí genové terapie (v současnosti klinické studie s p53 např. u ca. plic…) Komplexní analýza apoptotických regulačních drah u různých nádorů pomocí „apoptotických“ DNA chips (microarrays) a laserové mikrodisekce – nové klinické subjednotky = kvalitnější, cílenější léčba