Modulace cytotoxických účinků syntetického analogu kurkuminu EF-24 thioly.

Bc. Nikola SKOUPÁ

Master's thesis

Modulation of the cytotoxic effects of synthetic analog of curcumin EF-24 by thiols.

Abstract:

Nádorová onemocnění představují různorodou skupinu chorob, které mohou postihnout libovolnou tkáň. V diplomové práci se zabývám chronickou myeloidní leukémií (CML), která je charakteristická výskytem bcr-abl fúzního onkogenu kódujícího trvale aktivní tyrosinkinasu BCR-ABL. Jedním z významných molekulárních cílů u CML je inhibice dráhy transkripčního faktoru nuclear factor-kappaB (NF-kB). Mezi inhibitory NF-kB řadíme například syntetický analog kurkuminu 3,5-bis(2-fluorobenzyliden)piperidin-4-on (EF24). Bylo prokázáno, že EF24 má ve srovnání s kurkuminem vyšší biologickou dostupnost a má až 20x silnější antiproliferační účinky na nádorové buňky (Adams et al., 2004). Práce A. Suna a spol. ukázala, že látka EF24 tvoří adukty s glutathionem (GSH) a tyto adukty jsou stejně cytotoxické jako samotné EF24 u buněk karcinomu prsu in vitro (Sun et al., 2009). Tento výsledek se nám zdál překvapivý, a proto jsme se rozhodli zjistit, zda thioly (NAC, GSH) modulují cytotoxický účinek EF24 a zda vznikající adukty mají podobné cytotoxické účinky jako samotný EF24 u buněk CML. V předchozí práci jsme zjistili, že EF24 indukuje apoptosu u buněk K562 a že exprese ABCB1 transportéru nesnižuje citlivost těchto buněk k látce EF24 (Skoupá, bakalářská práce, 2014). Výsledky, prezentované v diplomové práci, ukázaly, že NAC i GSH zvyšují hladinu intracelulárního GSH, inhibují produkci reaktivních kyslíkových radikálů (ROS) a snižují cytotoxické účinky EF24. Dále jsme zjistili, že důvodem těchto protektivních účinků je tvorba aduktů EF24 s thioly, které pravděpodobně nemají stejně cytotoxický efekt jako samotný EF24. Toto tvrzení bylo prokázáno u mono-aduktu EF24-NAC. Zároveň bylo zjištěno, že EF24 neovlivňuje expresi receptorů TRAIL-R2 a FAS a má protichůdné účinky na expresi XIAP a survivinu, což ve výsledku patrně nemá vliv na indukci buněčné smrti u buněk CML. Také bylo prokázáno, že exprese ABCG2 nesnižuje citlivost buněk k EF24.

Abstract:

Cancer represent heterologous group of disease that may occur in any tissue. My thesis deals with the chronic myeloid leukemia (CML), which is characterized by the presence of bcr-abl fusion oncogene coding for constitutively active BCR-ABL tyrosine kinase. One of the most important molecular targets of CML is the pathway of transcription factor nuclear factor-kappaB (NF-kB). Inhibitors of NF-kB include for example a synthetic analogue of curcumin 3,5-bis(fluorobenzylidene)-4-piperidone (EF24). It was demonstrated that EF24 exhibits higher biological availability in comparison to curcumin. In addition, EF24 is approximately 20 times more potent antiproliferative agent than curcumin (Adams et al., 2004). Recently, it was reported that EF24 forms adducts with glutathione (GSH) and that these adducts are equally cytotoxic to EF24 in breast cancer cells in vitro (Sun et al., 2009). Since these results were rather surprising for us we decided to find out whether thiols (NAC, GSH) can modulate the cytotoxic effect of EF24 and whether the resulting adducts have similar cytotoxic effects like EF24 in CML's cells. In previous work we demonstrated that EF24 induces apoptosis in K562 cells and that expression of transporter ABCB1 decrease the sensitivity of these cells to the EF24 (Skoupá, thesis, 2014). Our results indicated that NAC and GSH prevent depletion of intracellular GSH, inhibit the production of reactive oxygen species (ROS) and reduce cytotoxic effects of EF24. We concluded, that the reason for these protective effects was the formation of EF24-thiol adducts, which have significantly lower cytotoxic effect than EF24 itself. This conclusion was confirmed for EF24-NAC mono-adduct. We found that EF24 did not affect the expression of TRAIL-R2 and FAS receptor. We further observed that EF24 exhibited opposite effects on expression of XIAP and survivin, which ultimately had no effect cell death induction in CML cells. To extend our previous results we further demonstrated that the expression of ABCG2 did not affect the sensitivity of K562 cells to EF24.

Keywords

Chronická myeloidní leukémie, kurkumin, EF24, NF-kappaB, ABC transportéry, ABCG2, mnohočetná léková rezistence

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 5. 2016

Accessible from:: 2. 5. 2016

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Petr Mlejnek, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology