Exprese CYP epoxygenáz a solubilní epoxid hydrolázy v prenatálním vývoji člověka a jejich regulace ligandy PPARa in vitro

Mgr. Kateřina ČÍŽKOVÁ

Doctoral thesis

Abstract:

Cytochrom P450 (CYP) epoxygenázy, konkrétně podrodiny CYP2C a CYP2J, hrají nezanedbatelnou úlohu v metabolizmu léčiv. Jejich aktivní přítomnost (spolu s dalšími CYPs) v nádorových tkáních může mít negativní dopad na účinnost chemoterapie, protože deaktivují protinádorová léčiva a tím přispívají k rozvoji mnohočetné lékové rezistence u pacientů s různými typy nádorů. Neméně významná je jejich endogenní role. CYP epoxygenázy přeměňují arachidonovou kyselinu na čtyři regioizomery epoxyeikosatrienových kyselin (EETs). Jde o vysoce aktivní molekuly, které se účastní řady biologických procesů, mimo jiné ovlivňují procesy, které jsou relevantní pro vývoj jedince, jako je regulace a uvolňování intracelulárních signálních molekul, proteinkinázové aktivity, buněčná diferenciace a mitogeneze.EETs jsou dále metabolizovány solubilní epoxid hydrolázou (sEH) na méně aktivní dihydroxyeikosatrienové kyseliny (DHETs). CYP epoxygenázy a sEH patří mezi cílové geny jaderného receptoru PPAR. Cílem této dizertační práce je zmapovat expresi CYP epoxygenáz, sEH a jaderného receptoru PPARa ve střevech, játrech a ledvinách během prenatálního vývoje člověka a následně ověřit regulaci exprese CYP epoxygenáz a sEH v buněčných liniích odvozených z těchto orgánů ovlivněných ligandy PPARa. Výsledky dosažené studiem lidských embryonálních a fetálních vzorků tkání prokazují přítomnost CYP epoxygenáz, sEH a PPARa již v raných stádiích prenatálního vývoje. Distribuce CYP epoxygenáz a sEH také ukazuje na možný vliv těchto enzymů a jejich metabolitů v diferenciaci buněk. Experimenty provedené na buněčných liniích ukazují, že ligandy PPARa výrazně ovlivňují viabilitu buněk a expresi CYP2J2 a sEH. Exprese CYP2C8 je ovlivněna pouze mírně. Efekt studovaných fibrátů (fenofibrát, bezafibrát, gemfibrozil a WY-14643) je velmi závislý na použité koncentraci. Exprese CYP epoxygenáz a sEH může být potenciálně ovlivněna složkami stravy (hlavně mastnými kyselinami), řadou léčiv a polutantů z prostředí, které jsou ligandy PPARa. Změny v expresi těchto enzymů mohou mít pro vyvíjející se organizmus neblahé následky.

Abstract:

Cytochrom P450 (CYP) epoxygenases, namely CYP2C and CYP2J, play non-negligible role in drug metabolism. Their activity (together with other members of CYP superfamily) in tumour tissue may have negative impact on sucesfull chemotherapy. They can deactivate antitumour drugs and thus contribute to multidrug resistance in cancer patients. CYP epoxygenases have also important endogennous role. They convert arachidonic acid into four regioisomers of epoxyeicosatrienoic acids (EETs). EETs are biologically active molecules with many functions in organism. Besides other things, they regulate a variety of processes potentially relevant to development such as releasing of intracellular signaling molecules, activity of proteinkinases, cellular proliferation and differentiation. EETs are metabolized to less active dihydroxyeicosatrienoic acids (DHETs) by soluble epoxide hydrolase (sEH). CYP epoxygenases and sEH are target genes of nuclear receptor PPARa. The aim of this disertation thesis is investigation of expression profiles of CYP epoxygenases, sEH and PPARa in intestines, liver and kidney during human prenatal development and examine regulation of expression of CYP epoxygenases and sEH by ligands of PPARa. The results show that CYP epoxygenases, sEH, and PPARa are present early in prenatal development. Expression patterns of studied proteins indicate their possible influence in cellular differentiation. Experiments with cell lines show that PPARa ligands significantly affect CYP2J2 and sEH expression whereas CYP2C8 expression is affected in lesser extend. The effect of studied PPARa ligands (fenofibrate, bezafibrate, gemfibrozil, and WY-14643) is highly concentration-dependent. Expression patters of CYP epoxygenases and sEH can be influenced by nutrients (especialy fatty acids), wide range of drugs or environmental polutants which serve as PPAR ligands. Alterations in strict spatio-temporal expression patterns of CYP epoxygenases and sEH could have harmful consequences for developing organism.

Keywords

CYP epoxygenázy, solubilní epoxid hydroláza, prenatální vývoj člověka, proliferace, diferenciace, receptor aktivovaný proliferátory peroxizomů alfa

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 3. 2016

Accessible from:: 24. 3. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 15. 6. 2016

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Medicine and Dentistry

Doctoral programme / field:
Anatomy, Histology and Embryology / Anatomy, Histology and Embryology