Preparation and characterization of complex liposomal for drug delivery systems

Tato diplomová práce se zabývá přípravou a charakterizací stealth liposomů a jejich kombinací s trimethylchitosanem (TMC). Tento komplex by mohl najít uplatnění v oblasti inhalačního podávání. Stealth liposomy byly připraveny z neutrálního fosfatidylcholinu, záporně nabité kyseliny fosfatidové a polyethylenglykolu navázaného na fosfatidylethanolaminu. Podařilo se nám připravit stealth liposomy s vhodnými vlastnostmi, které by měly zaručit pasivní cílení bez vyvolání imunitní reakce, a to i přes obsah záporné komponenty. Dále jsme zjistili vhodnou metodu přípravy pro komplex stealth liposom–TMC, kdy změna velikosti a zeta potenciálu nám potvrdila nekovalentní vazbu mezi dvěma komponenty i přes obsah polyethylenglykolu.This diploma thesis deals with the preparation and characterization of stealth liposomes and their combination with trimethylchitosan (TMC). This complex could find application in the field of inhalation administration. Stealth liposomes were prepared from neutral phophatidylcholine, negatively charged fosfatidic acid and polyethyleneglycol bounded to phosphatidylethanolamine. We have managed to prepare stealth liposomes with suitable properties that should guarantee passive targeting without evocation an immune response, despite the content of the negative component. We also found a suitable method of preparation for stealth liposome–TMC complex, where the change of size and zeta potential confirmed the non–covalent bound between two components despite the content of the polyethyleneglycol.

Kinetoplastida komárů: přenos a přirození hostitelé

Katedra parazitologieDepartment of ParasitologyFaculty of SciencePřírodovědecká fakult

Interactions of polycations and anionic surfactants

Tato práce se zabývá studiem interakce polykationtů a aniontových tenzidů s přihlédnutím k fázové separaci ve vodě a ve fyziologickém roztoku (0,15 moldm3 NaCl). Nejdříve byly provedeny solubilizační experimenty (za využití hydrofobního barviva olejové červeně O) pro zmapování chování systému SDS-DEAE. Následně bylo proměřeno agregační chování samotného tenzidu. Za využití solubilizačních experimentů byla vybrána oblast pro zkoumání ovlivnění agregace přídavkem dextranu hydrochoridu. Toto chování bylo sledováno pomocí fluorescenční spektroskopie za využití pyrenu jako fluorescenční sondy. Byly stanoveny kritické micelární i kritické agregační koncentrace studovaných systémů a vymezeny oblasti fázové separace. Byl zkoumán vliv způsobu přípravy na tvorbu hydrogelů připravených metodou suché nebo mokré cesty. Bylo zjištěno, že přídavek soli i polymeru má značný vliv na hodnotu CAC. Dále bylo zjištěno, že zvýšená iontová síla má vliv na vznik hydrogelů. V neposlední řadě bylo zjištěno, že metoda přípravy nemá vliv na vznik hydrogelů.This thesis deals with the study of interaction polycations and anionic sufactants with regard to phase separation in water and in physiological saline solution (0.15 moldm3 NaCl). First, the solubilizing experiments were made (using hydrophobic dye red oil O) for mapping behavior system SDS-DEAE. Then the aggregation behavior of surfactant was measured. Using solubilizing experiments the area for influence of addition dextran hydrochloride for aggregation was selected. This behavior was investigated by fluorescence spectroscopy using pyrene as fluorescence probe. The Critical Micellar and Agregation Concentration of studied system was determined and defined the area of phase separation. The influence of the process of preparing hydrogels by dry or wet path was studeid. The measurements revealed that the addition of salt and polymer has a considerable influence on value of CAC. It was also found, that increasing ionic strength affects the formation of a hydrogel. Finally, it was found that the process of preparing hydrogels does not affect formation of hydrogel.

Komplikovaná evoluce methionin adenosyltransferázy u eukaryot se zvláštním zaměřením na euglenidy

Velká část eukaryotických genů se v evoluci nepřenášela výhradně vertikálně z rodičů na potomstvo. V této disertační práci jsme si vybrali jeden z takových genů, a to gen pro methionin adenosyltransferázu (MAT), a pokusili se podrobně zmapovat jeho evoluci. MAT je všudypřítomný esenciální enzym, který se u eukaryot nachází ve formě dvou paralogů: MAT a MATX. Oba paralogy jsou mezi eukaryoty nerovnoměrně rozšířeny a s výjimkou několika málo případů se u daného organismu vyskytuje jen jeden z nich. To ukazuje na komplikovanou evoluční historii tohoto genu, která může zahrnovat takové evoluční procesy jako genové duplikace a následné ztráty nebo horizontální genový přenos (HGT). My jsme se zaměřili zejména na výskyt obou forem tohoto genu u jedné z nejznámějších skupin bičíkovců, skupiny Euglenida. Předpokládalo se totiž, že by tato skupina mohla být kolébkou paralogu MATX, ze které se tento gen následně šířil do dalších eukaryotických linií. Podařilo se nám získat 26 nových sekvencí z 23 linií euglenidů a jedné prasinofytní řasy Pyramimonas parkeae, která představuje nejbližšího známého příbuzného euglenidího plastidu. MATX byl zjištěn pouze u fotoautotrofních euglenidů, přičemž mixotrof Rapaza viridis a P. parkeae vykazovali přítomnost pouze paralogu MAT. Oba typy paralogů byly nalezeny u dvou druhů...Many eukaryotic genes do not follow vertical inheritance pattern. In the present work, we have chosen as a model the gene for methionine adenosyltransferase (MAT), in which we have decided to examine in detail the evolutionary history. MAT is a ubiquitous essential enzyme that, in eukaryotes, occurs in two relatively divergent paralogs: MAT and MATX. Both paralogs have punctate distributions across the tree of eukaryotes and, except for a few cases, they are mutually exclusive. This points to the complicated evolutionary history of this gene couple, which may be caused by either differential loss of old paralogs or the spread of one of these paralogs by horizontal gene transfer (HGT). We have focused on the evolution of this enzyme particularly within one of the best-known groups of flagellates, the euglenids, because it was hypothesized that MATX evolved in photosynthetic euglenids before it spread to other lineages. We gained 26 new sequences from 23 euglenid lineages and one prasinophyte alga Pyramimonas parkeae. MATX was found only in photoautotrophic euglenids. Both, mixotroph Rapaza viridis and the prasinophyte alga Pyramimonas parkeae, the closest known relative of the euglenid plastid ancestor, only displayed the MAT paralog. In contrast, both paralogues were found in two euglenid species...Katedra parazitologieDepartment of ParasitologyFaculty of SciencePřírodovědecká fakult

Komplikovaná evoluce methionin adenosyltransferázy u eukaryot se zvláštním zaměřením na euglenidy

Many eukaryotic genes do not follow vertical inheritance pattern. In the present work, we have chosen as a model the gene for methionine adenosyltransferase (MAT), in which we have decided to examine in detail the evolutionary history. MAT is a ubiquitous essential enzyme that, in eukaryotes, occurs in two relatively divergent paralogs: MAT and MATX. Both paralogs have punctate distributions across the tree of eukaryotes and, except for a few cases, they are mutually exclusive. This points to the complicated evolutionary history of this gene couple, which may be caused by either differential loss of old paralogs or the spread of one of these paralogs by horizontal gene transfer (HGT). We have focused on the evolution of this enzyme particularly within one of the best-known groups of flagellates, the euglenids, because it was hypothesized that MATX evolved in photosynthetic euglenids before it spread to other lineages. We gained 26 new sequences from 23 euglenid lineages and one prasinophyte alga Pyramimonas parkeae. MATX was found only in photoautotrophic euglenids. Both, mixotroph Rapaza viridis and the prasinophyte alga Pyramimonas parkeae, the closest known relative of the euglenid plastid ancestor, only displayed the MAT paralog. In contrast, both paralogues were found in two euglenid species...Velká část eukaryotických genů se v evoluci nepřenášela výhradně vertikálně z rodičů na potomstvo. V této disertační práci jsme si vybrali jeden z takových genů, a to gen pro methionin adenosyltransferázu (MAT), a pokusili se podrobně zmapovat jeho evoluci. MAT je všudypřítomný esenciální enzym, který se u eukaryot nachází ve formě dvou paralogů: MAT a MATX. Oba paralogy jsou mezi eukaryoty nerovnoměrně rozšířeny a s výjimkou několika málo případů se u daného organismu vyskytuje jen jeden z nich. To ukazuje na komplikovanou evoluční historii tohoto genu, která může zahrnovat takové evoluční procesy jako genové duplikace a následné ztráty nebo horizontální genový přenos (HGT). My jsme se zaměřili zejména na výskyt obou forem tohoto genu u jedné z nejznámějších skupin bičíkovců, skupiny Euglenida. Předpokládalo se totiž, že by tato skupina mohla být kolébkou paralogu MATX, ze které se tento gen následně šířil do dalších eukaryotických linií. Podařilo se nám získat 26 nových sekvencí z 23 linií euglenidů a jedné prasinofytní řasy Pyramimonas parkeae, která představuje nejbližšího známého příbuzného euglenidího plastidu. MATX byl zjištěn pouze u fotoautotrofních euglenidů, přičemž mixotrof Rapaza viridis a P. parkeae vykazovali přítomnost pouze paralogu MAT. Oba typy paralogů byly nalezeny u dvou druhů...Department of ParasitologyKatedra parazitologieFaculty of SciencePřírodovědecká fakult

N,N,N-Trimethyl chitosan as a permeation enhancer for inhalation drug delivery: interaction with a model pulmonary surfactant

N,N,N-Trimethyl chitosan (TMC), a biocompatible and biodegradable derivative of chitosan, is currently used as a permeation enhancer to increase the translocation of drugs to the bloodstream in the lungs. This article discusses the effect of TMC on a mimetic pulmonary surfactant, Curosurf, a low-viscosity lipid formulation administered to preterm infants with acute respiratory distress syndrome. Curosurf exhibits a strong interaction with TMC, resulting in the formation of aggregates at electrostatic charge stoichiometry. At nanoscale, Curosurf undergoes a profound reorganization of its lipid vesicles in terms of size and lamellarity. The initial micron-sized vesicles (average size 4.8 microns) give way to a froth-like network of unilamellar vesicles about 300 nm in size. Under such conditions, neutralization of the cationic charges by pulmonary surfactant may inhibit TMC permeation enhancer capacity, especially as electrostatic charge complexation is found at low TMC content. The permeation properties of pulmonary surfactant-neutralized TMC should then be evaluated for its applicability as a permeation enhancer for inhalation in the alveolar region.Comment: 20 pages, 7 figure

The Plastid Genome of Eutreptiella Provides a Window into the Process of Secondary Endosymbiosis of Plastid in Euglenids

Euglenids are a group of protists that comprises species with diverse feeding modes. One distinct and diversified clade of euglenids is photoautotrophic, and its members bear green secondary plastids. In this paper we present the plastid genome of the euglenid Eutreptiella, which we assembled from 454 sequencing of Eutreptiella gDNA. Comparison of this genome and the only other available plastid genomes of photosynthetic euglenid, Euglena gracilis, revealed that they contain a virtually identical set of 57 protein coding genes, 24 genes fewer than the genome of Pyramimonas parkeae, the closest extant algal relative of the euglenid plastid. Searching within the transcriptomes of Euglena and Eutreptiella showed that 6 of the missing genes were transferred to the nucleus of the euglenid host while 18 have been probably lost completely. Euglena and Eutreptiella represent the deepest bifurcation in the photosynthetic clade, and therefore all these gene transfers and losses must have happened before the last common ancestor of all known photosynthetic euglenids. After the split of Euglena and Eutreptiella only one additional gene loss took place. The conservation of gene content in the two lineages of euglenids is in contrast to the variability of gene order and intron counts, which diversified dramatically. Our results show that the early secondary plastid of euglenids was much more susceptible to gene losses and endosymbiotic gene transfers than the established plastid, which is surprisingly resistant to changes in gene content