Nové inhibitory kasein kinázy 1 pro léčbu leukémií a lymfomů

Bc. Michaela Gregorová

Master's thesis

Novel casein kinase 1 inhibitors for the treatment of leukemias and lymphomas

Abstract:

Tato práce se zabývá především kasein kinázou 1, která je velmi důležitá v biologických procesech nezbytných pro správné fungování organismu (např. buněčná proliferace, diferenciace, poškození DNA a apoptóza). Hraje důležitou roli v regulaci několika signálních drah, včetně Wnt dráhy, kde je klíčovou komponentou. Deregulace této dráhy je často spojována s rozvojem a průběhem neurodegenerativních a nádorových onemocnění, jako je např. chronická lymfocytární leukémie – nevyléčitelné hematologické onemocnění ovlivňující především jedince nad 67 let. Již dříve bylo prokázáno, že inhibice komponent Wnt dráhy je účinnou strategií pro léčbu některých nádorových onemocnění. Proto jsme se zaměřili na zacílení kasein kinázy 1. V rámci spolupráce s organickými chemiky jsme připravili a následně otestovali nové inhibitory kasein kinázy 1 v esejích relevantních pro budoucí terapeutické využití. Během vývoje těchto látek jsme se zaměřili na přípravu selektivních inhibitorů kasein kinázy 1, které jsou vysoce aktivní v buňkách stabilních linií a vykazují silný toxický efekt na nádorové buněčné linie a primární vzorky od pacientů s chronickou lymfocytární leukémií. Provedli jsme základní charakteristiku všech připravených inhibitorů (cytotoxicita, aktivita v buňkách a in vitro analýza IC50), ze kterých jsme vybrali 6 látek, které představují inhibitory kasein kinázy 1 s požadovanými vlastnostmi. Tyto látky jsme a otestovali v širším spektru experimentů (např. migrace, ko-kultivace a reportérová esej pro aktivitu Wnt dráhy). Získaná data by měla posloužit pro lepší charakterizaci látek a nasměrování dalšího kroku v jejich vývoji.

Abstract:

This thesis is mainly focused on casein kinase 1, which is a protein kinase playing an important role in biological processes that are necessary for proper function of the whole organism (e.g. cell proliferation, differentiation, DNA damage and apoptosis). It acts in the signaling machinery of several signaling pathways including Wnt signaling pathway and it is one of its key regulatory components. Deregulation of this pathway is often connected to development and progress of neurodegenerative diseases and tumor malignancies, such as chronic lymphocytic leukemia – incurable hematologic disease affecting mainly people over 67 years of age. It was shown previously that inhibition of Wnt pathway components can be used as a therapeutic strategy in case of some cancer types. Therefore, we focused on targeting casein kinase 1. In cooperation with organic chemists we prepared and further tested novel casein kinase 1 inhibitors in assays relevant for possible future therapeutic use. During the whole process, we focused on preparation of selective casein kinase 1 inhibitors, which are highly active in stable cell lines, with strong toxic effect towards diverse cancer cell lines and primary chronic lymphocytic leukemia cells. We performed basic characterization of all synthesized inhibitors (cytotoxicity, activity in cells and in vitro IC50 analysis) from which we selected 6 compounds that would represent casein kinase 1 inhibitors with favorable qualities. We tested these compounds in a broader spectrum of experiments (e.g. transwell migration, co-culture and Wnt activity reporter assays). The obtained data should serve us to better characterize the compounds and direct the following steps of the process of drug discovery and development.

Keywords

kasein kináza 1, CK1, CLL, Wnt, signální dráha, leukémie, inhibitory, casein kinase 1, signaling pathway, leukemia, inhibitors

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2019
• Supervisor: Mgr. Pavlína Janovská, Ph.D.
• Reader: Mgr. Jiřina Procházková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology