Role můstků vytvořených v molekule dvoušroubovicové DNA v mechanismu protinádorového působení komplexů platiny

Bc. Zuzana DVOŘÁKOVÁ

Diplomová práce

Role of DNA interstrand crosslinks in the mechanism of anticancer activity of platinum drugs

Anotace:

Komplexy platiny patří do skupiny chemoterapeutik. Nejvíce a nejdéle využívaná je monojaderná cisplatina, která reaguje s purinovými bázemi v DNA za vzniku vnitrořetězcových (IAC), meziřetězcových (IEC) a monofunkčních můstků. Její podávání je však spojeno s řadou problémů ? nežádoucí vedlejší účinky na organizmus pacienta, vznik rezistence při jejím opakovaném podávání a úzké spektrum nádorů, které jsou k cisplatině citlivé. Proto se mnoho výzkumů zaměřilo na studium vícejaderných komplexů platiny, které jsou protinádorově aktivní i v buňkách rezistentních k cisplatině a to i při nižších dávkách. Diplomová práce se zabývá studiem vzniku meziřetězcových můstků nových dinukleárních komplexů platiny s pracovním názvem BBR3535 a BBR3571, na plazmidové pUC19 a genomové DNA z lidských nádorových linií, s cílem objasnění mechanizmů jejich protinádorového účinnosti. Nejprve byl studován vznik IEC dvojjaderných komplexů v bezbuněčném prostředí (in vitro), na plazmidu pUC19, a výsledky byly porovnány s cisplatinou. Tento experiment potvrdil již dříve publikované výsledky T. McGregor (2001) [55], kdy procentuální zastoupení IEC tvořených cisplatinou, BBR3535 a BBR3571 odpovídá hodnotám 6%, 55,3% a 38,2%. Ke studiu vzniku IEC na genomové DNA, v buněčném prostředí (in vivo) a také v bezbuněčném prostředí (in vitro), byla využita metoda Southernovy hybridizace. Protože tato metoda nebyla doposud na oddělení Molekulární biofyziky a farmakologie (BFU, AVČR) používána, bylo prvotním cílem této práce metodu zavést a optimalizovat podmínky ke studiu meziřetězcových můstků vznikajících na gDNA po působení studovaných Pt komplexů. Tento cíl se podařilo bezezbytku splnit. Výsledky studia tvorby IEC v gDNA modifikované v buňkách (in vivo) či in vitro ukazují překvapivě nižší procentuální zastoupení meziřetezcových můstků pro oba dinukleární komplexy, BBR3571: 1,9% (in vivo), 4 % (in vitro); BBR3535: 8 % (in vitro). Příčinou pozorovaného jevu může být použitá metodika Southernovy hybridizace, která proto, aby byla aplikovatelná na studium IEC polynukleárních komplexů platiny, bude zřejmě vyžadovat další metodické úpravy a optimalizace. Toto však již bylo nad rámec této diplomové práce.

Abstract:

Platinum complexes belong to the group of chemotherapeutics. A strong and widely used chemotherapy drug, cisplatin, reacts with purine bases in DNA and forms intrastrand cross-links (IACs), interstrand cross-links (IECs) and monofunctional adducts. Cisplatin treatment is associated with several drawbacks ? it causes undesirable side effects in patient?s body; during cycles of therapy with cisplatin tumor may acquire resistance to this drug; moreover, its applicability is limited to a relatively narrow range of tumors. Hence, intensive research has focused on the study of new analogues of platinum complexes, such as polynuclear platinum complexes, which show enhanced anticancer efficiency and are capable of circumventing cisplatin resistance. The main objective of this thesis is to study a formation of interstrand cross-links of new dinuclear platinum complexes, BBR3535 and BBR3571, in plasmid DNA pUC19 and in genomic DNA (gDNA) from the human ovarian cancer cells. The thesis should contribute to the knowledge of mechanism of anticancer action of these platinum compounds which still remains unclear. Firstly, in vitro study of IECs formation for both dinuclear platinum complexes in plasmid pUC19 was carried out and compared to that for cisplatin. Results were in a good correlation with previously published data (T. McGregor, 2001,) [55] and revealed the frequencies of IECs for cisplatin, BBR3535 and BBR3571 to be 6 %, 55.3 % and 38.2 % respectively. Formation of IECs of platinum complexes in genomic DNA (formed in cancer cells - in vivo, or in vitro) was studied using a methodology of southern hybridization. Since at the department of Molecular Biophysics and Pharmacology (IBP, ASCR) this method hasn?t been used so far, my first concern was to introduce and optimize this method for our purposes, it means for determination of IEC efficiencies of platinum complexes in gDNA. This goal was completely met. The results showed surprisingly low IECs frequencies formed by both studied dinuclear complexes in gDNA modified in cells (in vivo) and even in vitro, BBR3571: 1.9 % (in vivo), 4 % (in vitro); BBR3535: 8 % (in vitro). This might be caused by methodology of southern hybridization used in our experiments. For the purposes of study of IECs efficiencies of polynuclear platinum complexes, this method will -7- probably require further modifications and optimization. However, this was beyond the scope of this thesis.

Klíčová slova

cisplatina, vícejaderné komplexy platiny, meziřetězcové můstky, plazmidová DNA, genomová DNA, Southernova hybridizace

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 21. 4. 2011

Identifikátor: 110908

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Prof. RNDr. Jana Kašpárková, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie