Razvoj celičnega modela za detekcijo okoljskega stresa s kvantifikacijo morfologije mitohondrijev na slikah fluorescenčne mikroskopijeŠuštaršič, Teja (Avtor) Urbančič, Iztok (Mentor) Kokot, Hana (Komentor) mitohondrijifluorescenčna mikroskopijaoksidativni strescelični modelMitohondriji so kompleksni organeli, ki sodelujejo v procesih presnove, apoptoze in signaliziranja znotraj celice. V procesu mitohondrijske fuzije se združujejo v večje mrežaste strukture, le-te pa lahko zaradi različnih dejavnikov v procesu mitohondrijske fizije ponovno razpadejo na manjše fragmente. Krajše mitohondrije povezujemo s povišanim oksidativnim stresom in razvojem patofizioloških procesov, kot so presnovne motnje, miopatije in nevrodegenerativne bolezni. Njihova morfologija tako dobro nakazuje na stanje celice, zato je natančna in objektivna kvantifikacija morfoloških značilnosti ključna za razumevanje in spremljanje bolezenskih procesov. Pristopi za vrednotenje fuzije in fizije mitohondrijev temeljijo na uporabi fluorescenčne mikroskopije. Razširjena je kvalitativna ocena, kjer ročno razvrstimo celice v ustrezno kategorijo glede na morfologijo mitohondrijev. Analiza je subjektivna in zamudna, zato so razvili računalniške algoritme, ki omogočajo objektivno kvantifikacijo mitohondrijske morfologije, vendar so le-ti omejeni glede na dostopnost in namen uporabe. Tako se pojavlja potreba po razvoju novih ali nadgradnji obstoječih algoritmov. V ta namen smo z razvojem algoritma v programu ImageJ nadgradili algoritem »MiNA«, ki omogoča kvantitativno analizo dolžine mitohondrijev na slikah fluorescenčne mikroskopije. Ustreznost celičnega modela smo preučevali pri treh celičnih linijah (LA-4, MH-S in MLg), izpostavljenih različnim koncentracijam H2O2 (0 mM, 0,3 mM in 3 mM) in medijem z različnim deležem hranil (LCIS (pufer, ki ne vsebuje hranil), kompletno celično gojišče ter mešanica LCIS in celičnega gojišča v razmerju 50:50). Celice smo izpostavili oksidativnemu stresu, za katerega smo predpostavili, da spodbuja fizijo mitohondrijev, in kratkotrajnemu stradanju, za kar smo domnevali, da pripomore k njihovi fuziji. Tretirane celice smo barvali s fluorescenčnim barvilom MitoTracker Green in jih opazovali s konfokalnim fluorescenčnim mikroskopom. Slike smo analizirali z nadgrajenim algoritmom, kjer smo v večini primerov s povečanjem oksidativnega stresa zaznali pričakovano krajšanje dolžine mitohondrijev. Kratkotrajno stradanje je opazno povzročilo podaljševanje mitohondrijev le v primeru, ko so bile celice izpostavljene dodatnemu stresorju (3 mM H2O2). Rezultati magistrskega dela so pokazali, da z razvitim algoritmom na osnovi celičnega modela zadovoljivo kvantificiramo morfologijo mitohondrijev in tako le-ta predstavlja ustrezno orodje za nadaljnjo preučevanje mehanizmov mitohondrijske dinamike ter uporabo v raziskavah celičnih odzivov na druge zunanje dejavnike.20262026-01-29 08:45:03Magistrsko delo/naloga178668VisID: 124723sl