Nanotechnologie se dostávají do popředí zájmu díky svým unikátním vlastnostem a potenciálu využití v různých odvětvích jako je biomedicína, textilní průmysl, energetika, kosmetika a další. Spolu s tím ale také roste potřeba testování nových nanočástic, a to jak z hlediska možnosti jejich využití, tak z hlediska hodnocení rizik. In vivo biologický model Danio rerio je v této oblasti velmi oblíbeným, užitečným a slibným nástrojem pro různé analýzy.
Cílem této studie je prostřednictvím modelového organismu Danio rerio hodnotit in vivo toxicitu a biologickou aktivitu různých nanočástic, jakož i jejich potenciál využití v biomedicíně, nanomedicíně a ekologii.
Tato práce představuje in vivo výzkum nanočástic zahrnující akutní toxicitu, biologickou aktivitu, biodistribuci, akumulaci a eliminaci z organismu. Práce shrnuje in vivo studie dendrimeru z hlediska biologické aktivity, embryotoxicity a biodistribuce a zkoumá jeho potenciál v biomedicíně, konkrétně cílené dopravě léčiv. Dále zahrnuje studium nově syntetizovaných látek pro léčbu tuberkulózy a nanočástic ceru využitelných v hydropurifikačních procesech. Představuje také vylepšenou verzi FET testu - testu akutní toxicity na embryích Danio rerio - prostřednictvím vývoje nového milifluidního semiautomatického zařízení pro masivní testování látek.
Anotace v angličtině
Nanotechnology is gaining popularity due to its unique properties and potential applications in various industries, such as biomedicine, textiles, energy, cosmetics, and others. Along with this, the need for testing new nanoparticles is growing, both in terms of the possibility of their use and in terms of hazard assessment. The in vivo biological model Danio rerio is currently a very popular, useful, and promising tool for various analyses in this field.
The aim of this study is to utilise the model organism Danio rerio to investigate the in vivo toxicity and biological activity of various nanoparticles, as well as their potential uses in biomedicine, nanomedicine, and ecology.
This work presents in vivo research on nanoparticles, covering acute toxicity, biological activity, biodistribution, accumulation, and elimination from the organism. The thesis summarises in vivo studies of dendrimer in terms of biological activity, embryotoxicity, and biodistribution and investigates its potential in biomedicine, specifically targeted drug delivery. Further includes studies of newly synthesised agents for tuberculosis treatment and cerium nanoparticles for water purification. It also presents an upgraded version of the FET acute toxicity test on Danio rerio embryos through the development of a new millifluidic semi-automated device for massive testing of substances.
Klíčová slova
Nanočástice, Danio rerio, FET test, biomedicína, nanotoxicita
Klíčová slova v angličtině
Nanoparticles, Danio rerio, FET test, biomedicine, nanotoxicity
Rozsah průvodní práce
154
Jazyk
AN
Anotace
Nanotechnologie se dostávají do popředí zájmu díky svým unikátním vlastnostem a potenciálu využití v různých odvětvích jako je biomedicína, textilní průmysl, energetika, kosmetika a další. Spolu s tím ale také roste potřeba testování nových nanočástic, a to jak z hlediska možnosti jejich využití, tak z hlediska hodnocení rizik. In vivo biologický model Danio rerio je v této oblasti velmi oblíbeným, užitečným a slibným nástrojem pro různé analýzy.
Cílem této studie je prostřednictvím modelového organismu Danio rerio hodnotit in vivo toxicitu a biologickou aktivitu různých nanočástic, jakož i jejich potenciál využití v biomedicíně, nanomedicíně a ekologii.
Tato práce představuje in vivo výzkum nanočástic zahrnující akutní toxicitu, biologickou aktivitu, biodistribuci, akumulaci a eliminaci z organismu. Práce shrnuje in vivo studie dendrimeru z hlediska biologické aktivity, embryotoxicity a biodistribuce a zkoumá jeho potenciál v biomedicíně, konkrétně cílené dopravě léčiv. Dále zahrnuje studium nově syntetizovaných látek pro léčbu tuberkulózy a nanočástic ceru využitelných v hydropurifikačních procesech. Představuje také vylepšenou verzi FET testu - testu akutní toxicity na embryích Danio rerio - prostřednictvím vývoje nového milifluidního semiautomatického zařízení pro masivní testování látek.
Anotace v angličtině
Nanotechnology is gaining popularity due to its unique properties and potential applications in various industries, such as biomedicine, textiles, energy, cosmetics, and others. Along with this, the need for testing new nanoparticles is growing, both in terms of the possibility of their use and in terms of hazard assessment. The in vivo biological model Danio rerio is currently a very popular, useful, and promising tool for various analyses in this field.
The aim of this study is to utilise the model organism Danio rerio to investigate the in vivo toxicity and biological activity of various nanoparticles, as well as their potential uses in biomedicine, nanomedicine, and ecology.
This work presents in vivo research on nanoparticles, covering acute toxicity, biological activity, biodistribution, accumulation, and elimination from the organism. The thesis summarises in vivo studies of dendrimer in terms of biological activity, embryotoxicity, and biodistribution and investigates its potential in biomedicine, specifically targeted drug delivery. Further includes studies of newly synthesised agents for tuberculosis treatment and cerium nanoparticles for water purification. It also presents an upgraded version of the FET acute toxicity test on Danio rerio embryos through the development of a new millifluidic semi-automated device for massive testing of substances.
Klíčová slova
Nanočástice, Danio rerio, FET test, biomedicína, nanotoxicita
Klíčová slova v angličtině
Nanoparticles, Danio rerio, FET test, biomedicine, nanotoxicity
Zásady pro vypracování
Studentka ve své disertační práci provede ucelenou literární rešerši, která poskytne přehled o mechanismu toxického působení nanočástic, jejich interakcích v organismu a možném využití na poli biomedicíny. Rešerše bude také zaměřena na využití modelového organismu Danio rerio pro studium nanočástic.
V experimentální části shrne dosažené výsledky svého výzkumu zabývajícího se stanovením akutní toxicity a biologické aktivity nanočástic v organismu embryí Danio rerio a dále výsledky vývoje nové platformy pro masivní testování látek pomocí FET testu.
V návaznosti na dosažené výsledky studentka shrne možné využití testovaných nanočástic. Nakonec studentka uvede náměty pro navazující výzkum a okomentuje etická hlediska testování in vivo.
V závěru práce studentka zhodnotí dosažení uvedených cílů a úkolů.
Rozsah a členění disertační práce bude odpovídat platným normám, které jsou stanoveny vnitřními předpisy PřF UJEP.
Zásady pro vypracování
Studentka ve své disertační práci provede ucelenou literární rešerši, která poskytne přehled o mechanismu toxického působení nanočástic, jejich interakcích v organismu a možném využití na poli biomedicíny. Rešerše bude také zaměřena na využití modelového organismu Danio rerio pro studium nanočástic.
V experimentální části shrne dosažené výsledky svého výzkumu zabývajícího se stanovením akutní toxicity a biologické aktivity nanočástic v organismu embryí Danio rerio a dále výsledky vývoje nové platformy pro masivní testování látek pomocí FET testu.
V návaznosti na dosažené výsledky studentka shrne možné využití testovaných nanočástic. Nakonec studentka uvede náměty pro navazující výzkum a okomentuje etická hlediska testování in vivo.
V závěru práce studentka zhodnotí dosažení uvedených cílů a úkolů.
Rozsah a členění disertační práce bude odpovídat platným normám, které jsou stanoveny vnitřními předpisy PřF UJEP.
Seznam doporučené literatury
Pryor J.B. et al (2014) Comparative toxicological assessment of PAMAM and thiophosphoryl dendrimers using embryonic zebrafish. Int J Nanomedicine. 9:1947-56.
Fako V.E. and Furgeson D.Y. (2009) Zebrafish as a correlative and predictive model for assessing biomaterial nanotoxicity. Adv Drug Deliv Rev.61(6):478-86.
Lasse E. et al (2015) Zebrafish as a model system for characterization of nanoparticles against cancer. Nanoscale 8:862-877.
Chakraborty C. et al (2016) Zebrafish: A complete animal model to enumerate the nanoparticle toxicity. J Nanobiotechnology.14(1):65.
Shcharbin D. et al (2014) How to study dendrimers and dendriplexes III. Biodistribution, pharmacokinetics and toxicity in vivo. J Control Release. 181:40-52.
Wiley D.S. et al (2017) Chemical screening in zebrafish for novel biological and therapeutic discovery. Methods Cell Biol. 138:651-679.
Seznam doporučené literatury
Pryor J.B. et al (2014) Comparative toxicological assessment of PAMAM and thiophosphoryl dendrimers using embryonic zebrafish. Int J Nanomedicine. 9:1947-56.
Fako V.E. and Furgeson D.Y. (2009) Zebrafish as a correlative and predictive model for assessing biomaterial nanotoxicity. Adv Drug Deliv Rev.61(6):478-86.
Lasse E. et al (2015) Zebrafish as a model system for characterization of nanoparticles against cancer. Nanoscale 8:862-877.
Chakraborty C. et al (2016) Zebrafish: A complete animal model to enumerate the nanoparticle toxicity. J Nanobiotechnology.14(1):65.
Shcharbin D. et al (2014) How to study dendrimers and dendriplexes III. Biodistribution, pharmacokinetics and toxicity in vivo. J Control Release. 181:40-52.
Wiley D.S. et al (2017) Chemical screening in zebrafish for novel biological and therapeutic discovery. Methods Cell Biol. 138:651-679.