Detail předmětu

Buněčné biotechnologie

FCH-MC_TBKAk. rok: 2024/2025

Náplní předmětu je přehled moderních buněčných a tkáňových technologií používaných v rámci biomedicínského a farmaceutického výzkumu, vývoje a odborné praxe.
Studenti získají základní představu o struktuře a mechanismech fungování buněk, zejména rostlinných a živočišných. Zvládnou též metodické základy práce s tkáňovými kulturami a metody používané pro kultivace buněk včetně postupů používaných k udržení dlouhodobé sterility kultur. Součástí předmětu je přehled zobrazovacích technik používaných pro živé systémy - světelná mikroskopie (epifluorescenční a konfokální mikroskopie, pokročilé komplexní systémy), elektronová mikroskopie, multifunkční destičkové readery, dále metody analýzy buněk a buněčných populací. Studentům budou demonstrovány příklady biotechnologického využití buněk pro produkci proteinů, pDNA a dalších farmaceuticky využitelných produktů. Získají též praktickou představu o základních technologických postupech buněčné biotechnologie včetně potřebných analytických metod. Součástí předmětu jsou i přehledné medicínské aplikace v oblasti genové terapie a modelů na testování farmak, biometeriálů a toxicity látek.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Mgr. Kristina Nešporová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikální a spotřební chemie (ÚFSCH)

Vstupní znalosti

Absolvování bakalářských předmětů z oboru biologie, biochemie a analýzy biologických systémů.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Průběžná práce v semestru - krátké prezentace studentů jsou součástí výsledného hodnocení. Zkouška probíhá ústní formou.
Účast na přednáškách není povinná, ale s ohledem na specifický charakter předmětu se doporučuje.

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnout studentům přehled o moderních buněčných technologiích používaných v rámci buněčných a tkáňových kultur.
V první sekci (čtyři přenášky) budou vysvětleny přehlednou a stručnou formou základní představy o struktuře a mechanismech fungování buněk. Budou probrány základy práce s tkáňovými kulturami a metody používané pro kultivace buněk.
Ve druhé sekci budou probrány základy biotechnologického využití buněk pro produkci zejména proteinů, pDNA a dalších farmaceuticky využitelných produktů. Budou předvedeny a vysvětleny základní technologické postupy a potřebné analytické metody.
Třetí sekce je zaměřena na medicínské aplikace v oblasti genové terapie a modelů na testování farmak, biometeriálů a toxicity látek.

Cílem předmětu je poskytnout studentům přehled o moderních buněčných technologiích používaných v rámci buněčných a tkáňových kultur.
Studenti získají základní představu o struktuře a mechanismech fungování buněk. zejména rostlinných a živočišných. Zvládnou též metodické základy práce s tkáňovými kulturami a metody používané pro kultivace buněk včetně postupů používaných k udržení dlouhodobé sterility kultur.
Dále budou studentům poskytnuty příklady biotechnologického využití buněk pro produkci proteinů, pDNA a dalších farmaceuticky využitelných produktů. Získají též praktickou představu o základních technologických postupech buněčné biotechnologie včetně potřebných analytických metod.
Součástí předmětu jsou i přehledné medicínské aplikace v oblasti genové terapie a modelů na testování farmak, biometeriálů a toxicity látek.

Základní literatura

Encyclopedia of Industrial Biotechnology: Bioprocess, Bioseparation, and Cell Technology. (EN)
Mohamed Al-Rubeai - Animal Cell Culture (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPCP_CHMA magisterský navazující

    specializace CHBL , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Mgr. Kristina Nešporová, Ph.D.

Osnova

Členění výuky po tematických blocích:
První sekce (týden 1 - 6) – Základy cytologie a práce s buňkami
1. Seznámení se základní a pokročilou literaturou. Základy cytologie – struktura buňky, buněčné organely a jejich struktura a funkce, získávání energie, signální mechanismy, transport látek a proteosyntéza.
2. Tkáňové kultury – kultivace, růstová media, plasty a zařízení pro kultivace buněk, práce s buňkami, způsoby uchovávání tkáňových kultur, kontaminace buněčných kultur a její detekce a odstranění, legislativní aspekty práce s GMO organismy a požadavky na laboratoř.
3. Metody zobrazování živých struktur a jejich funkcí – světelná mikroskopie (epifluorescenční a konfokální mikroskopie, pokročilé komplexní systémy), elektronová mikroskopie, multifunkční destičkové readery.
4. Metody analýzy buněk – počítání buněk a buněčných kolonií, zjišťování vitality buněk a testy vitality a cytotoxicity, průtoková cytometrie a metody separace buněk.
5. Pokročilé přístroje a metody pro transfekce buněk (elektroporace, metodstudium r
6. Exkurze na pracovišti (VUVeL, VUT, diskuze k celé sekci (prezentace studentů)

Druhá sekce (týden 7 - 10) – Principy technologií a metod produkce rekombinantních proteinů, monoklonálních protilátek, pDNA a vybraných farmakologicky aktivní látek
7. Základy moderních biotechnologických metod – bioreaktory, kultivace buněk v submerzních podmínkách, kultivace v reaktorech na bázi dutých vláken, kultivace ve vacích, porovnání různých kultivačních technologií a ukázky průmyslových zařízení.
8. Produkce rekombinantních proteinů v prokaryotických a eukaryotických systémech, produkce virů a virům podobných částic.
9. Technologie pro desintegraci buněk (detergenty, enzymy, vysokotlaká homogenizace a mirkofluidizace) separace produktů (proteiny, pDNA) pomocí tangenciální mikrofiltrace a ultrafiltrace, chromatografické metody, analýza produktů během biotechnologického procesu a v průběhu purifikace produktů, technologie využívané pro purifikaci produktů, ukázky technologií. ,
10. Exkurze na pracovišti (VÚVeL, Ustav Přístrojové Techniky AV CŘ) a diskuze k celé sekci (prezentace studentů)

Třetí sekce (týden 11 - 13) – Medicínské aplikace
11. Buněčná a genová terapie
12. Tkáňové kultury jako model pro testování léčiv a toxicity chemických sloučenin a nanostruktur.
13. Závěr předmětu, diskuze a zkouška formou testu a přednášky studenta na zadané téma.