Antimetastatické inhibitory a mechanismy jejich účinku

Bc. Iveta Bačová

Master's thesis

Anti-metastatic inhibitors and mechanisms of their action

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá mechanismy účinků potenciálně antimetastatických inhibitorů NF-κB dráhy (parthenolid, BAY 11-7082, kurkumin a denosumab), inhibitorů opravných mechanismů (KU 60019), buněčné proliferace a buněčného cyklu (trichostatin A, NU 2058, norcantharidin a cepharantin), inhibitoru IL-1 (diacerein), STAT3 inhibitoru (niklosamid) a mnohostranných přírodních inhibitorů (lykopen, kaempferol a tanshinon IIA). Experimentální část se věnuje jejich porovnání na buněčném modelu odvozeném od karcinomu prsu subtypu luminální A, konkrétně na buněčné linii MCF-7 a její variantě stabilně transfekované genem PDLIM2 (MCF-7 PDLIM2), u něhož byla v předchozích studiích zjištěna potenciální prometastatická role. Porovnání účinnosti inhibitorů bylo provedeno pomocí kolorimetrické metody na bázi krystalové violeti. Byly zjištěny inhibiční koncentrace (IC50) jednotlivých inhibitorů, při nichž docházelo 50%-ní k buněčné smrti linie MCF-7. Na základě těchto experimentů byly vybrány kandidátní inhibitory k dalšímu testování na linii MCF-7 PDLIM2, kde byl pomocí western blottingu zjišťován vliv inhibitorů na hladinu proteinu PDLIM2. Na základě stanovené hodnoty IC50 na linii MCF-7 byly inhibitory seřazeny následovně: niklosamid (1,68 μM), cepharantin (5,50 μM), BAY 11-7082 (7,96 μM), tanshinon IIA (9,00 μM), parthenolid (12,87 μM), NU 2058 (16,50 μM), KU 60019 (38,50 μM), trichostatin A (54,82 μM), diacerein (55,40 μM), kaempferol (92,61 μM), kurkumin (145,62 μM) a norcantharidin (270,00 μM). Dále byly vyhodnoceny změny v hladině proteinu PDLIM2 na linii MCF-7 PDLIM2. Statisticky významné změny byly způsobeny NF-κB inhibitorem parthenolidem, který hladinu PDLIM2 zvyšoval, a přírodním inhibitorem kurkuminem, který ji naopak snižoval. Inhibitor IL-6, diacerein, hladinu PDLIM2 také snižoval, což poukazuje na možné ovlivnění PDLIM2 prostřednictvím IL-6. Vliv dalších inhibitorů na hladinu PDLIM2 nebyl prokázán. Práce přináší nové informace o regulaci PDLIM2 v modelu luminálních A nádorů prsu a jejich možném ovlivnění prostřednictvím cílených inhibitorů s potenciálním anti-metastatickým účinkem.

Abstract:

This diploma thesis deals with the mechanisms of effects of potential anti-metastaticc inhibitors of the NF-κB pathway (parthenolide, BAY 11-7082, curcumin and denosumab), inhibitors of repair mechanisms (KU 60019), cell proliferation and cell cycle (trichostatin A, NU 2058, norcantharidine and cepharanthine), IL-1 inhibitor (diacerein), STAT3 inhibitor (niclosamide) and versatile natural inhibitors (lycopene, kaempferol and tanshinone IIA) and their comparison. Experimental part of the thesis focus on their comparison on the model of luminal A breast tumors, namely on the MCF-7 cell line and its variant stably transfected with PDLIM2 gene (MCF-7 PDLIM2), for which a potential anti-metastatic role was identified in our previous studies. The effectiveness of the inhibitors was tested using the colorimetric crystal violet assay. The concentrations of inhibitors (IC50) were determined using which 50% of MCF-7 cells underlied cell death. Based on these experiments, candidate inhibitors were selected for further testing on the MCF-7 PDLIM2 cell line, where the level of inhibitors on PDLIM2 protein level was determined by western blotting. Based on the determined IC50 on MCF-7 cell line, the inhibitors were ordered as follows: niclosamide (1.68 μM), cepharanthine (5.50 μM), BAY 11-7082 (7.96 μM), tanshinone IIA (9.00 μM), parthenolide (12.87 μM), NU 2058 (16.50 μM), KU 60019 (38.50 μM), trichostatin A (54.82 μM), diacerein (55.40 μM), kaempferol (92.61 μM), curcumin (145.62 μM) and norcantharidine (270.00 μM). Changes in the PDLIM2 protein level were evaluated in MCF-7 PDLIM2 cell line. The changes were caused by NF-κB inhibitor parthenolide, which increased PDLIM2 protein level and by natural inhibitor curcumin, which it decreased. The IL-6 inhibitor, diacerein, also decreased PDLIM2 level, indicating the possible PDLIM2 modulation by IL-6. The effect of other inhibitors on the PDLIM2 level has not been demonstrated. The work brings a novel information on PDLIM2 regulation in the luminal A breast cancer model and their possible modulation by targeted inhibitors with a potential anti-metastatic effect.

Keywords

inhibitory, mechanismus, NF-κB inhibitory, PDLIM2, inhibitors, mechanism, NF-κB inhibitors

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2018
• Supervisor: doc. Mgr. Pavel Bouchal, Ph.D.
• Reader: Mgr. Vojtěch Sedláček, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Analytical Biochemistry