Vliv komplexu disulfiramu s mědí na proteazom v buněčných liniích rakoviny prsu

Bc. Zdeněk ŠKROTT

Master's thesis

The influence of disulfiram complex with copper on the proteasome in breast cancer cell lines

Abstract:

Znovuvyužití starých léků k novým účelům je jednou z nadějných cest vývoje léčiv. Disulfiram (Antabus), jakožto lék užívaný desítky let proti alkoholismu, by se mohl uplatit i v léčbě rakoviny. Za protirakovinným účinkem disulfiramu pravděpodobně stojí jeho komplex s mědí, který vzniká v těle pacientů. Toxický efekt na nádorové buňky je spojován se schopností komplexu inhibovat ubikvitin-proteazomový systém, který je zodpovědný za degradaci většiny buněčných proteinů. V této práci byl potvrzen silný efekt komplexu disulfiramu mědí jak na ubikvitin-proteazomový systém, tak na viabilitu nádorových buněčných linií odvozených od rakoviny prsu. Nebyl zde ovšem prokázán účinek na proteolytickou část proteazomu, která byla v předchozí publikaci navržena jako cíl komplexu disulfiramu s mědí. Inhibice ubikvitin-proteazomového systému byla dokázána akumulací ubikvitinovaných proteinů a stabilizací substrátů proteazomu. Komplex disulfiramu s mědí inhiboval degradaci fyziologického substrátu IB i umělého reportéru Ub(G76V)-GFP. Získaná data potvrzují účinek disulfiramu proti buněčným liniím odvozeným od rakoviny prsu a jako pravděpodobnou příčinu toxicity vůči nádorovým buňkám nabízejí inhibici ubikvitin-proteazomového systému, ovšem mechanizmem odlišným od obvyklých proteazomových inhibitorů.

Abstract:

Drug repurposing is a new viable approach of drug development. Disulfiram (Antabuse), as an old drug used for decades in alcohol aversion therapy, shows promising anticancer activity. The potent disulfiram´s antitumor effect is attributed to the complex formed from the reaction between disulfiram and copper in the human body. It is assumed that disulfiram-copper complex kills cancer cells by inhibition of ubiquitin-proteasome system, which is responsible for degradation of majority of cellular proteins. Here, strong effect of disulfiram-copper complex toward ubiquitin-proteasome system and breast cancer cells survival was confirmed. In contrast to previous report, disulfiram-copper complex does not exhibit any inhibition of 20S core particle of the proteasome. On the other hand, disulfiram-copper complex induced notable accumulation of ubiquitinated proteins, indicating that the degradation of proteins was impaired. Moreover, the complex stabilized both, physiological proteasome substrate IB, and artificial Ub(G76V)-GFP reporter. Collectively, these data indicates that disulfiram´s cancer cell killing activity is linked to the inhibition of the ubiquitin-proteasome system by a mechanism that is distinct to the conventional proteasome inhibitors.

Keywords

disulfiram, měď, ubikvitin-proteazomový systém, inhibitory proteazomu, rakovina prsu

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 5. 2014

Accessible from:: 2. 5. 2014

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Boris Cvek, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology