Základy onkologie

Garant předmětu:

Anna Jelínek Michaelidesová

Přednášející:

Anna Jelínek Michaelidesová

Cvičící:

Anna Jelínek Michaelidesová

Předmět zajišťuje:

katedra dozimetrie a aplikace ionizujícího záření

Anotace:

Předmět poskytuje úvod do biologických a klinických základů onkologie. Studenti se seznámí se stavbou a funkcí buňky, buněčnou diferenciací, kmenovými buňkami a epigenetickou regulací genové exprese. Následně jsou probírány příčiny a typy poškození DNA, mechanismy její opravy, vznik mutací a buněčná smrt. Zvláštní pozornost je věnována úloze imunitního systému, protoonkogenů, onkogenů a tumor supresorových genů při vzniku nádorového onemocnění.

Předmět dále vysvětluje vícestupňový proces onkogeneze, vlastnosti nádorových a nádorových kmenových buněk, význam nádorového mikroprostředí, hypoxie a změn buněčného metabolismu. Studenti získají přehled o mechanismech invaze a metastazování, cirkulujících nádorových buňkách, nádorových markerech, histologii a klasifikaci nádorů. Závěrečná část předmětu se zaměřuje na epidemiologii, screening, základní diagnostické metody a současné možnosti léčby nádorových onemocnění včetně hodnocení léčebné odpovědi a prognózy.

Požadavky:

Zápočet je udělen na základě úspěšného absolvování závěrečného písemného testu. Test se skládá z 50 uzavřených otázek, přičemž u každé otázky student vybírá jednu správnou odpověď ze čtyř možností. Minimální hranice úspěšnosti je 30 správných odpovědí z 50 (60 %).

Osnova přednášek:

1. Úvod do onkologie a základy buněčné biologie

Vymezení onkologie. Stavba eukaryotické buňky, buněčné organely, biomolekuly, DNA, chromozomy, geny, transkripce a translace. Buněčná komunikace, buněčný cyklus a jeho kontrolní mechanismy. Základní typy lidských tkání a orgánových soustav.

2. Buněčná diferenciace, kmenové buňky a epigenetika

Embryonální vývoj a diferenciace buněk, genotyp a fenotyp. Embryonální, adultní a indukované pluripotentní kmenové buňky, sebeobnova a diferenciační potenciál. Metylace DNA, modifikace histonů, nekódující RNA a význam epigenetických změn při vzniku nádorů.

3. Poškození a oprava DNA, mutace a buněčná smrt

Endogenní a exogenní zdroje poškození DNA, účinky chemických látek, UV a ionizujícího záření, oxidační stres a poškození mitochondriální DNA. Typy mutací a chromozomálních aberací. Mechanismy oprav DNA, kontrola buněčného cyklu, apoptóza, nekróza a senescence.

4. Imunitní systém a jeho role v onkologii

Bariérová, buněčná a humorální složka imunity. Přirozená a adaptivní imunita, základní typy imunitních buněk a jejich funkce. Rozpoznávání a eliminace transformovaných buněk, protinádorový imunitní dohled a mechanismy úniku nádoru před imunitní odpovědí.

5. Protoonkogeny, onkogeny a tumor supresorové geny

Vlastnosti transformovaných buněk a mechanismy aktivace onkogenů. Onkogenní viry. Signální dráhy a význam genů RAS a HER2. Funkce tumor supresorových genů, dědičné nádorové predispozice a význam genů BRCA1, BRCA2 a TP53. Základní možnosti molekulárněgenetického testování.

6. Onkogeneze a nádorové kmenové buňky

Vícestupňový vznik nádoru, kumulace genetických a epigenetických změn, ztráta heterozygozity a genomová nestabilita. Replikativní senescence, telomery, telomeráza a proliferační nesmrtelnost. Nádorová heterogenita a vlastnosti nádorových kmenových buněk.

7. Nádorové mikroprostředí a metabolismus

Nádor jako komplexní ekosystém. Nádorové a stromální buňky, extracelulární matrix, fibroblasty, makrofágy, lymfocyty, endoteliální buňky a pericyty. Angiogeneze, hypoxie a nekróza. Energetický metabolismus nádorových buněk, Warburgův efekt, metabolická heterogenita a vliv mikroprostředí na účinnost léčby.

8. Invaze, metastazování a nádorové markery

Epitelově-mezenchymální tranzice, lokální invaze, vstup nádorových buněk do krevního a lymfatického oběhu a vznik metastáz. Cirkulující nádorové buňky, cirkulující nádorová DNA a tekutá biopsie. Vlastnosti a klinické využití nádorových markerů a biomarkerů, například PSA, CEA, AFP, CA 19-9, HER2 a EGFR.

9. Typy nádorů, biopsie a nádorová histologie

Nepravé a pravé nádory, benigní, intermediární a maligní nádory. Názvosloví a klasifikace podle tkáňového původu. Epitelové, mezenchymální, neuroektodermové, germinální a hematologické nádory. Druhy biopsií, fixace a zpracování vzorku, histologické barvení a imunohistochemie.

10. Klasifikace, epidemiologie a screening nádorů

Grading, staging a klinická stadia nádorových onemocnění. Klasifikace TNM a příklady dalších systémů, zejména Gleason, FIGO, Dukes, Clark a Breslow. Incidence, mortalita a věkové rozložení nádorových onemocnění ve světě a v České republice. Prevence a screening.

11. Diagnostika nádorových onemocnění

Anamnéza, klinické vyšetření a laboratorní diagnostika. Vyšetření krve, moči a stolice. Ultrazvuk, endoskopie, rentgenové metody, výpočetní tomografie, magnetická rezonance a metody nukleární medicíny. Diagnostické postupy u vybraných nádorových onemocnění.

12. Léčba nádorových onemocnění a hodnocení její úspěšnosti

Kurativní a paliativní léčebná strategie. Chirurgická léčba, chemoterapie, radioterapie, hormonální, biologická, cílená, imunitní a genová léčba. Kombinace léčebných modalit a příklady léčby vybraných nádorů. Hodnocení léčebné odpovědi, následné sledování, recidiva, přežití a prognóza.

Osnova cvičení:

---

Cíle studia:

Cílem předmětu je poskytnout studentům ucelený základ pro porozumění vzniku, vývoji, diagnostice a léčbě nádorových onemocnění a propojit poznatky buněčné a molekulární biologie s jejich klinickým využitím. Po absolvování předmětu bude student schopen popsat základní stavbu a funkci lidské buňky, organizaci genetické informace, buněčný cyklus a základní typy lidských tkání; vysvětlit principy buněčné diferenciace, funkci kmenových buněk a základní mechanismy epigenetické regulace; charakterizovat příčiny a typy poškození DNA, hlavní mechanismy její opravy a možné následky neopraveného poškození; rozlišit základní formy buněčné smrti a vysvětlit jejich význam při vzniku a léčbě nádorových onemocnění; popsat úlohu přirozené a adaptivní imunity při rozpoznávání a eliminaci nádorových buněk; vysvětlit rozdíl mezi protoonkogeny, onkogeny a tumor supresorovými geny a uvést význam genů RAS, BRCA1/2 a TP53; objasnit vícestupňový charakter onkogeneze, genomovou nestabilitu, nádorovou heterogenitu a význam nádorových kmenových buněk; charakterizovat složení nádorového mikroprostředí a vysvětlit význam hypoxie, angiogeneze, imunitních buněk a metabolického přeprogramování nádoru; popsat hlavní kroky invaze a metastazování a význam cirkulujících nádorových buněk a cirkulující nádorové DNA; rozlišit základní typy nádorů a orientovat se v principech histologického vyšetření, biopsie, gradingu a stagingu; vysvětlit princip klasifikace TNM a uvést příklady dalších klasifikačních systémů; orientovat se v základních epidemiologických ukazatelích, principech prevence a screeningu nádorových onemocnění; popsat základní laboratorní, zobrazovací, endoskopické, histologické a molekulárněbiologické diagnostické metody; charakterizovat hlavní léčebné modality a vysvětlit principy hodnocení léčebné odpovědi, sledování pacienta a prognózy.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1]ALBERTS, Bruce. Essential cell biology. 4th ed. New York: Garland Science, c2014. ISBN 978-0-8153-4454-4.

[2]WEINBERG, Robert A. The biology of cancer. 2nd ed. New York: Garland Science, c2014. ISBN 978-0-8153-4528-2.

Doporučená literatura:

[3]HAYAT, M. A., ed. Methods of Cancer Diagnosis, Therapy, and Prognosis [online]. Dordrecht: Springer Netherlands, 2010 [cit. 2020-02-05]. DOI: 10.1007/978-90-481-3186-0. ISBN 978-90-481-3185-3.

[4]VERMA, Mukesh, ed. Cancer Epidemiology [online]. Totowa, NJ: Humana Press, 2009 [cit. 2020-02-05]. Methods in Molecular Biology. DOI: 10.1007/978-1-59745-416-2. ISBN 978-1-58829-987-1.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Jaderné inženýrství - Aplikovaná fyzika ionizujícího záření (volitelný předmět)
• Radiologická technika (povinný předmět programu, volitelný předmět)