Feritin jako nástroj pro enzymy-řízenou aktivaci proléčiv

Bc. Anna Hanzlíková

Diplomová práce

Ferritin as a tool for enzymes-directed prodrug activation

Anotace:

Léčiva používaná v protinádorové terapii mají nízký terapeutický index a nejsou dostatečně selektivní, tudíž kromě nádorových buněk negativně ovlivňují i buňky zdravé. Významným pokrokem v protinádorové terapii je cílená terapie, která umožňuje dodávat léčiva do konkrétních cílů, které jsou specifické pro nádorové buňky. Hlavní náplní této diplomové práce bylo prozkoumat strategii založenou na aktivaci antivirotického proléčiva acykloviru (ACV) na jeho cytotoxický metabolit pomocí thymidinkinázy 1 (TK1). V dělících se nádorových buňkách, zejména v S fázi, má enzym TK1 zvýšenou expresi. Cytotoxická aktivita ACV byla otestována na lidských nádorových liniích (MDA-MB-231, CaCO-2, SCOV-3, Capan-2), přičemž ACV vykazoval toxicitu pouze na linii CaCO-2. Dalším krokem bylo stanovení exprese TK1 na vybraných buněčných liniích na úrovni proteinů. Linie CaCO-2 zde vykazovala zvýšenou expresi (až 9x) oproti ostatních pozorovaným liniím, což odpovídá její zvýšené cytotoxicitě. Proliferační aktivita na nejméně senzitivní linii (MDA-MB-231) a nejsenzitivnější linii (CaCO-2) byla u obou linií téměř totožná. Aktivace ACV a ACV-monofosfátu pomocí rhTK1 byla prokázána bezbuněčnou kinázovou esejí. Nakonec byla stanovena maximální tolerovaná dávka ACV na myších BALB/c (i. p., c = 75 mg/kg tělesné hmotnosti). Vzhledem k výše uvedeným výsledkům lze potvrdit, že TK1 aktivuje proléčivo ACV na jeho cytotoxický metabolit a tento systém může být potenciálně použit pro cílenou protinádorovou terapii.

Abstract:

Drugs, that are commonly used in antitumor therapy, have a low therapeutic index and are not very selective. Thus, in addition to tumor cells, they can also negatively affect healthy cells. A major advance in cancer therapeutic is targeted therapy, that allows drugs to be delivered to their targets that are very specific to tumor cells. The main goal of the thesis was to investigate a strategy, that is based on the activation of the antiviral prodrug of acyclovir (AVC) to its cytotoxic metabolite by thymidine kinase 1 (TK1). During division of tumor cells, especially in the S phase, the TK1 enzyme has increased expression. The cytotoxic activity of ACV was tested on human tumor cell lines (MDA-MB-231, CaCO-2, SCOV-3, Capan-2). ACV was showing a high toxicity only for the CaCO-2 line. Next step was to determine the expression level of TK1 on selected cell lines at the protein level. The CaCO-2 line has been showed an increased expression (up to 9x) compared to the other observed lines, which corresponds to its increased cytotoxicity. Proliferative activity on the least sensitive line (MDA-MB-231) and the most sensitive line (CaCO-2) were almost identical for both lines. Activation of ACV and ACV-monophosphate by rhTK1 was demonstrated by cell-free kinase assay. Finally, the maximum tolerated dose of ACV was determined in BALB/c mice (i. p., c = 75 mg/kg body weight). Considering the results, it is confirmed that TK1 is activating prodrugs ACV to its cytotoxic metabolite and this system can be potentially used for a targeted antitumor therapy.

Klíčová slova

cílená terapie, enzym, proléčiva, thymidinkináza 1, acyklovir

Keywords

targeted therapy, thymidine kinase 1, acyclovir, enzyme, prodrugs

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 21. 4. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 30. 5. 2023
• Vedoucí: RNDr. Ladislav Sivák, Ph.D.
• Oponent: David Větvička, externi

Mendelova univerzita v Brně

Agronomická fakulta

Magisterský studijní program / specializace:
Molekulární biologie a biotechnologie / MBB živočichů