Inovační přístupy ke stabilizaci RNA molekul v nanočásticích pro biomedicínské aplikace
Loading...
Date
Authors
Pervushkina, Valeriya
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
ORCID
Abstract
Tato bakalářská práce se zabývá studiem enkapsulace nukleových kyselin do liposomálních částic připravovaných metodou ultrazvukové sonifikace. Nukleové kyseliny, jako jsou DNA a RNA, představují významné biomolekuly s širokým uplatněním v oblasti biomedicíny, zejména při vývoji nových terapeutických a diagnostických metod. Jejich praktické využití je však limitováno nízkou stabilitou v biologickém prostředí, kde podléhají rychlé degradaci. Jednou z efektivních strategií ochrany těchto molekul je jejich enkapsulace do nanonosičů, jako jsou například liposomy. Cílem této práce byla optimalizace metody přípravy liposomálních částic s enkapsulovanou plazmidovou DNA a syntetickými oligonukleotidy a následné hodnocení jejich enkapsulační účinnosti a stability. V rámci optimalizace byly v experimentální části připraveny liposomy s různým poměrem lecitinu a cholesterolu, do nichž byly následně enkapsulovány nukleové kyseliny. Pro charakterizaci připravených částic byla využita metoda dynamického rozptylu světla (určení velikosti a polydisperzity částic) a měření zeta potenciálu (posouzení jejich stability). Enkapsulační účinnost byla hodnocena pomocí horizontální elektroforézy. Za nejvýznamnější výsledek této práce lze považovat optimalizaci přípravy liposomů při menším reakčním objemu a dosažení vysoké enkapsulační účinnosti u komerčně dodaných syntetických nukleotidů, zatímco u plazmidové DNA byla účinnost nižší, zejména při vyšších koncentracích. Tyto poznatky poskytují pevný základ pro další úpravy těchto systémů směrem k jejich využití v biomedicínských aplikacích.
liposomes, encapsulation, nucleic acids, plasmid DNA, oligonucleotides, ultrasonic sonication, encapsulation efficiency, nanocarriers, dynamic light scattering, zeta potential, stability, biomedical applications
liposomes, encapsulation, nucleic acids, plasmid DNA, oligonucleotides, ultrasonic sonication, encapsulation efficiency, nanocarriers, dynamic light scattering, zeta potential, stability, biomedical applications
Description
Keywords
liposomy , enkapsulace , nukleové kyseliny , plazmidová DNA , oligonukleotidy , ultrazvuková sonifikace , enkapsulační účinnost , nanonosiče , dynamický rozptyl světla , zeta potenciál , stabilita , biomedicínské aplikace , This bachelor's thesis focuses on the study of nucleic acid encapsulation into liposomal particles prepared using ultrasonic sonication. Nucleic acids , such as DNA and RNA , are essential biomolecules with broad applications in biomedicine , particularly in the development of novel therapeutic and diagnostic approaches. However , their practical use is limited by their low stability in biological environments , where they are rapidly degraded. One effective strategy for protecting these molecules is their encapsulation into nanocarriers , such as liposomes. The aim of this work was to optimize the method of preparing liposomal particles encapsulating plasmid DNA and synthetic oligonucleotides , and to evaluate their encapsulation efficiency and stability. During the optimization process , liposomes with various lecithin-to-cholesterol ratios were prepared and subsequently loaded with nucleic acids. The resulting particles were characterized using dynamic light scattering (to determine particle size and polydispersity) and zeta potential measurements (to assess their stability). Encapsulation efficiency was evaluated by horizontal gel electrophoresis. The most significant outcome of this study is the successful optimization of liposome preparation in a smaller reaction volume and the achievement of high encapsulation efficiency for commercially supplied synthetic nucleotides , while the efficiency for plasmid DNA was lower , particularly at higher concentrations. These findings provide a solid foundation for further development of these systems toward their application in biomedical fields.
Citation
PERVUSHKINA, V. Inovační přístupy ke stabilizaci RNA molekul v nanočásticích pro biomedicínské aplikace [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2025.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. (místopředseda)
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Renata Mikulíková, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2025-06-10
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem bakalářské práce.
2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.
Z jakého důvodu jste testovali různé koncentrace lecitinu? Na co to mělo vliv? Jakým způsobem to ovlivňovalo velikost částic?
Sledovali jste i množství vytvořených liposomů?
Jaký lecitin jste používali?
Jak docházelo ke kvantifikaci DNA z horizontální elektroforézy? Jaký byl záznam? Fungovalo to jako denzitometr nebo scanner?
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D.
Kde předpokládáte, že jsou dané látky, uvnitř nebo na povrchu liposomu? Jsou dané systémy ve vodě rozpustné? Jaký jste používali model pro zeta potenciál?
Uváděla jste velikost, o jakou velikost se jednalo?
Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Studentka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena