Vliv indolových derivátů na aktivitu aryl uhlovodíkového receptoru v prostatických liniích

Mgr. Eliška ZGARBOVÁ

Doctoral thesis

The effect of indole derivatives on aryl hydrocarbon receptor activity in prostatic cell lines

Abstract:

Prostate cancer is a prevalent cancer among men, and its development is tightly linked to the signalling pathways of androgen receptor (AR). Therefore, AR has become a critical therapeutic target. Studies have shown that the activation of the aryl hydrocarbon receptor (AhR) by strong, potent ligands can induce the proteasomal degradation of AR. Based on previous research, 22 compounds with indole scaffolds reported to activate AhR were selected and analyzed to test this hypothesis in prostate cancer cell lines. Out of these 22 indoles, 8 were found to simultaneously activate AhR and suppress AR and were thus selected for further experiments. Selected indoles decreased the expression of DHT-inducible AR target genes, specifically KLK3 and FKBP5, on the mRNA and protein levels. Chromatin immunoprecipitation (ChIP) assay confirmed the reduced AR binding to KLK3 promoter. In addition, a prostate specific CRISPR/Cas9 AhR knockout system was developed and suggested relationship between AhR and AR was observed. However, these findings indicate that the suppression observed on AR protein levels is not likely a consequence of AhR induced proteasomal degradation of AR since the inhibition was detected already during the transcription process. Nevertheless, selected indoles displayed a strong potential for AR-signaling suppression through a different mechanism, yet to be described.

Abstract:

Karcinom prostaty se řadí mezi převládající typy onkologického onemocnění u mužů. Rozvoj tohoto typu rakoviny je velmi úzce spojen se signální dráhou androgenního receptoru (AR) a z toho důvodu se také tento receptor stal velice významným terapeutickým cílem. Nedávné studie ukázaly, že aktivace aryl uhlovodíkového receptoru (AhR) silnými ligandy může vyvolat proteasomální degradaci AR. Cílem této studie bylo analyzovat, zda vybrané indolové sloučeniny mohou vyvolat degradaci AR jako důsledek aktivace AhR a tím také narušit signální dráhu AR. Na základě předchozího výzkumu byly vybrány kandidátní sloučeniny obsahujících ve své struktuře indolový skelet, u nichž byla prokázána schopnost aktivace AhR. Z celkového počtu 22 testovaných indolů bylo zjištěno, že 8 z nich bylo schopno indukovat transkripční aktivitu AhR a současně také potlačovat DHT-indukovanou transkripční aktivitu AR, snižovat expresi AR cílových genů, konkrétně KLK3 a FKBP5 na úrovni mRNA i proteinu. Pomocí chromatinové precipitace (ChIP) byla potvrzena snížená vazba AR do promotoru genu KLK3 po inkubaci s vybranými indoly. Pro studium vztahu mezi AhR a AR byla také vytvořena AhR knock out buněčná linie (CRISPR/Cas9 systém). Získané výsledky naznačují, že suprese AR pozorovaná na úrovni proteinu nebyla důsledkem proteasomální degradace AR, protože inhibice byla detekovaná už na úrovni transkripce (mRNA). Nicméně vybrané indolové sloučeniny vykazovaly silný potenciál potlačení signální dráhy AR. Tento mechanismus však bude odlišný, než bylo původně předpokládáno.

Keywords

indolové deriváty, AhR, AR

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 6. 2024

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Radim Vrzal, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Molecular and Cell Biology / Molecular and Cell Biology