Odziv sferoidov matičnih in diferenciranih glioblastomskih celic na elektroporacijoTURK, MATEJ (Avtor) Rems, Lea (Mentor) Blažič, Anja (Komentor) glioblastomglioblastomske matične celicediferencirane glioblastomske celicetridimenzionalni sferoidielektroporacijafizikalni dejavniki elektroporacijevisokofrekvenčni bifazni električni pulzipermeabilizacija celične membranepreživetje celicelektrokemoterapijableomicinGlioblastom je agresiven primarni možganski tumor, za katerega so značilni izrazita celična heterogenost, infiltrativna rast in pogosta ponovitev bolezni kljub kombiniranemu zdravljenju. Pomemben del tumorske heterogenosti predstavljajo glioblastomske matične celice, ki se po svojih bioloških lastnostih in odzivu na zdravljenje lahko razlikujejo od diferenciranih glioblastomskih celic. Elektroporacija predstavlja potencialen pristop za lokalno zdravljenje glioblastoma, vendar vpliv razlik med matičnim in diferenciranim fenotipom ter tridimenzionalne organizacije tumorskih celic na odziv na električne pulze še ni dovolj raziskan. V magistrskem delu smo proučevali odziv tridimenzionalnih sferoidov, pripravljenih iz glioblastomskih matičnih celic in njihovih pripadajočih diferenciranih celic, pridobljenih iz tumorskega tkiva treh bolnikov, na visokofrekvenčne bifazne električne pulze. Odziv smo ovrednotili z določanjem permeabilizacije celične membrane, metabolne aktivnosti, citotoksičnosti in neposrednim štetjem živih celic. Dodatno smo določili velikost celic in sferoidov ter pri sferoidih GSC NIB216 preverili, kako začetno število celic in čas centrifugiranja vplivata na njihovo velikost, permeabilizacijo celične membrane in metabolno aktivnost po elektroporaciji. Z numeričnim modelom smo analizirali vpliv velikosti in lege sferoida na porazdelitev električnega polja v elektroporacijski kiveti, eksperimentalno pa smo spremljali električni tok, napetost in temperaturne spremembe med dovajanjem pulzov. Z dodatnim numeričnim modelom smo proučili vpliv membranske prepustnosti in volumskega deleža celic na transport bleomicina skozi sferoid in njegovo znotrajcelično koncentracijo. V poskusih smo ovrednotili tudi učinek elektrokemoterapije z bleomicinom. Rezultati so pokazali razlike v odzivu tako med posameznimi celičnimi kulturami kot med matičnim in diferenciranim fenotipom. Pri neposredno primerjanih celičnih kulturah NIB216 in NIB237 so glioblastomske matične celice dosegle izrazitejšo permeabilizacijo celične membrane že pri nižjih jakostih električnega polja, neposredno štetje pa je pri višjih jakostih pokazalo tudi manjše preživetje kot pri pripadajočih diferenciranih celicah. Glioblastomske matične celice so pri enakem začetnem številu celic tvorile večje sferoide, vendar sama velikost ni pojasnila razlik v odzivu. Diferencirani sferoidi so se med eksperimentalnim delom izkazali za kompaktnejše in težje za disociacijo, rezultati poskusov s spremenjenimi pogoji priprave pa so nakazali, da lahko poleg velikosti na odziv vplivajo tudi druge strukturne značilnosti sferoidov. Numerični model električnega polja je pokazal majhen vpliv velikosti sferoida na lokalno električno polje, medtem ko je bil vpliv njegove lege v kiveti v primerjavi z njim večji. Pri najvišji uporabljeni napetosti je bilo zaznano izrazito segrevanje vzorca. Segrevanje je bilo večje v mediju diferenciranih celic, vendar so se te kljub temu izkazale za manj občutljive na elektroporacijo kot pripadajoče glioblastomske matične celice, zato opaženih razlik med fenotipoma ni mogoče pojasniti zgolj s termičnim učinkom. Numerični model transporta je pokazal nastanek koncentracijskega gradienta bleomicina skozi sferoid ter izrazit vpliv membranske prepustnosti na doseženo znotrajcelično koncentracijo. Dodatek bleomicina je pri nekaterih glioblastomskih matičnih celicah dodatno zmanjšal preživetje, statistično značilno pri GSC NIB237, medtem ko pri diferenciranih celicah dodatnega zmanjšanja preživetja nismo potrdili. Rezultati kažejo, da je odziv glioblastomskih sferoidov na elektroporacijo odvisen od fenotipa, značilnosti posamezne celične kulture, tridimenzionalne organizacije sferoida ter fizikalnih pogojev izpostavitve. Ugotovitve poudarjajo pomen uporabe iz bolnikov pridobljenih celičnih kultur, tridimenzionalnih modelov in upoštevanja heterogenosti glioblastoma pri razvoju elektroporacijskih pristopov zdravljenja.20262026-09-07 11:00:40Magistrsko delo/naloga186929VisID: 63433COBISS_ID: 290843907sl