Browsing by Author "Raczkowska, Joanna"
Results Per Page
Sort Options
Item Single molecule force spectroscopy study of integrins and syndecans interactions in bladder cancer cells(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Science, 2020) Danilkiewicz, Joanna; Kwiatek, Wojciech M.; Pogoda, Katarzyna; Raczkowska, Joanna; Gruszecki, Wiesław; Kuczumow, AndrzejCelem niniejszej pracy doktorskiej było sprawdzenie stosowalności dynamicznej spektroskopii sił AFM w opisie mechanizmu oddziaływań adhezyjnych peptydów i przeciwciał do receptorów obecnych na powierzchni żywych komórek. Praca dostarcza opisu różnic krajobrazu energetycznego wiązania wybranych fragmentów fibronektyny i monoklonalnych przeciwciał przeciwko syndekanom w zależności od stopnia złośliwości komórek nowotworu pęcherza. Hipoteza pracy zakłada, że parametry krajobrazu energetycznego oddziaływań adhezyjnych wyznaczone za pomocą dynamicznej spektroskopii sił AFM pozwalają na rozróżnienie przerzutujących i nieprzerzutujących linii komórek raka pęcherza moczowego. Praca zawiera optymalizację procedury pomiaru dynamicznej spektroskopii siły na żywych komórkach oraz analizy specyficznych oddziaływań adhezyjnych. W oparciu o dane eksperymentalne przetestowano przewidywania dwóch teoretycznych modeli pozwalających na wyznaczenie parametrów oraz rekonstrukcję obrazu energetycznego zerwania wiązania: fenomenologicznego modelu Bella-Evansa i deterministycznego modelu Dudko-Hummer-Szabo. Oba modele umożliwiają analizę zależności siły adhezji od szybkości przykładania siły zrywającej pozwalając na wyznaczenie parametrów opisujących kinetykę oraz szerokość bariery potencjału tego procesu. Wyniki posłużyły do stwierdzenia, że model Dudko- Hummer-Szabo, który jest bardziej realistyczny oraz wzbogacony o energię swobodną zerwania wiązania, charakteryzuje się wyższą wiarygodnością. Jednocześnie, model Bella-Evansa, pomimo swojego uproszczenia, może służyć do zgrubnego opisu różnic kinetyki zrywania pojedynczych wiązań. Zaangażowanie modelu Extensible Worm-Like-Chain znanego z fizyki polimerów oraz rozciągania białek było kluczowe dla postępu pracy i pozwoliło na rozróżnienie pomiędzy zerwaniem niespecyficznych wiązań od specyficznych oraz obliczenie prędkości obciążania (loading rate) siły rozciągającej w momencie tuż przed zerwaniem wiązania. Badanie wykonano przy pomocy próbników AFM funkcjonalizowanych krótkim heksapeptydem GRGDTP, dłuższym fragmentem modułu III fibronektyny FN4-12 na powierzchni niezłośliwych komórek nowotworu przewodu moczowego oraz komórek nowotworu pęcherza trzeciego stopnia złośliwości. Eksperyment z monoklonalnymi przeciwciałami przeciwko syndekanowi-1 i syndekanowi-4 został rozszerzony o panel komórek: niezłośliwego nowotworu nabłonka pęcherza moczowego, drugiego i trzeciego stopnia nowotworu pęcherza oraz przerzutujących komórek nowotworu pęcherza. Uzyskane wyniki pozwoliły na charakterystykę kinetyki oddziaływań adhezyjnych peptydów oraz przeciwciał do powierzchni żywych komórek przy zastosowaniu dynamicznej spektroskopii sił AFM. Parametry krajobrazu energetycznego wyznaczone przy zastosowaniu modeli Bell-Evansa oraz Dutko-Hummer-Szabo pozwoliły na rozróżnienie pomiędzy niezłośliwymi, złośliwymi i przerzutującymi komórkami raka pęcherza moczowego, dowodząc słuszności postawionych tez pracy doktorskiej. Uzyskany wynik nie jest jednak prostą funkcją stopnia złośliwości badanych komórek, co zostało przedyskutowane w oparciu o złożoność badanych układów biologicznych.