Úloha jaderných receptorů v prevenci a terapii nádorů prostaty

Bc. Ondřej Zapletal

Master's thesis

Role of nuclear receptors in the prevention and therapy of prostate cancer

Abstract:

Nádorové onemocnění prostaty patří mezi nejčastější typ nádorů, který se vyskytuje u mužů v západních zemích. Receptory aktivované proliferátory peroxizómů (PPAR) jsou ligandem aktivované transkripční faktory, u nichž je zvažována protinádorová úloha v průběhu nádorové transformace i v nádorech samotných. Antiproliferační a proapoptické účinky ligandů PPARγ byly prokázány u různých typů nádorů včetně nádorů prostaty. Tato práce byla zaměřena na působení přírodních (kyselina dokosahexaenová) i syntetických (rosiglitazon) ligandů PPARγ a platinových derivátů s využitím buněčného modelu lidského nádoru prostaty. Všechny látky vykazovaly významné antiproliferační účinky zejména u linie PC3. Po aplikaci ligandů PPARγ jsme u této linie pozorovali snížení exprese proteinu PPARγ a také změnu jeho lokalizace v buňce. Aplikace rosiglitazonu zvyšovala citlivost buněk PC3 pro následné působení kyseliny dokosahexaenové. V případě kombinované aplikace těchto dvou látek jsme prokázali posílení účinků ve srovnání s účinky látek samotných. Naše výsledky ukázaly, že po aplikaci rosiglitazonu a kyseliny dokosahexaenové dochází u linie PC3 k inhibici proliferace buněk, zástavě buněčného cyklu v S fázi, indukci apoptózy i modulaci klíčových signálních drah, jako je například signální dráha PI3K/Akt. Ovlivnění buněk rosiglitazonem podpořilo akumulaci lipidových kapének v cytoplazmě po působení kyseliny dokosahexaenové. Kombinace těchto dvou látek také snižovala expresi proteinu FASN a jeho transkripčního regulátoru NAC1. Při kombinovaném působení rosiglitazonu a kyseliny dokosahexaenové na prostatickou buněčnou linii LNCaP jsme pozorovali významný blok buněk v G1 fázi buněčného cyklu. Z experimentů s chemoterapeutiky na bázi platiny jasně vyplynuly jejich antiproliferační účinky u buněčného modelu nádoru prostaty. Nový platinový derivát LA-12 vykazoval výraznější antiproliferační a proapoptické účinky než standardně používaná chemoterapeutika. Při použití kombinované aplikace rosiglitazonu a platinových derivátů se nám však nepodařilo docílit posilujících účinků, kterých bylo dosaženo v Oddělenní cytokinetiky BFÚ AV ČR u nádorových buněčných linií kolonu (nepublikované výsledky).

Abstract:

Prostate cancer belongs to the most common type of cancer that occurs in men in Western countries. Peroxisome proliferator-activated receptors (PPAR) are ligand-activated transcription factors. Their antitumor effects in transformation of tumor cells are still considered. The antiproliferative and the apoptotic effects of PPARγ ligands were detected in different tumors including prostate tumors. This work was focused on the effects of natural (docosahexaenoic acid) or synthetic (rosiglitazone) PPARγ ligands and platinum drugs using the model of prostate cancer cells. All compounds used showed significant antiproliferative effects, especially in PC3 cell line. We observed decreased protein expression of PPARγ and changes of its localization in the cells after application of PPARγ ligands. Interestingly, rosiglitazone increased the sensitivity of the cells to the effects of docosahexaenoic acid. Moreover, the combined treatment enhanced separate effects of these compounds. Our results showed that treatment of prostatic cell line PC3 by rosiglitazone and docosahexaenoic acid caused inhibition of the cell proliferation, cell cycle arrest in the S phase, induction of apoptosis and modulation of some key signaling pathways, such as the PI3K/Akt pathway. In addition, combined rosiglitazone and DHA treatment supported accumulation of lipid droplets in the cytoplasm. The combination of these two drugs also decreased protein expression of FASN and its transcription regulator, NAC1. Moreover, we observed a very strong block of cells in G1 phase of the cell cycle after combined treatment by rosiglitazone and docosahexaenoic acid in prostate cell line LNCaP. The experiments with platinum-based chemotherapeutics clearly demonstrated antiproliferative effects on prostate cancer cell lines. New platinum compound, LA-12, showed more significant antiproliferative and apoptotic effects than common platinum drugs. However, we did not observed supportive effects of rosiglitazone in combination with platinum drugs, which were detected in the Department of Cytokinetics, Institute of Biophysics using colon cancer cell lines (unpublished results).

Keywords

Jaderné receptory, PPAR, thiazolidindiony, rosiglitazon, mastné kyseliny, kyselina dokosahexaenová, nádory prostaty, platinová chemoterapeutika, lipidový metabolizmus, nuclear receptors, thiazolidinediones, rosiglitazone, fatty acids, docosahexaenoic acid, prostate cancer, platinum chemotherapeutics, lipid metabolism

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 6. 6. 2013
• Supervisor: prof. RNDr. Jiřina Hofmanová, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology