Kolaterální senzitivita a exprese ABCC1 transportéru u nádorových buněk

Bc. Kristýna LÍŇOVÁ

Master's thesis

Collateral sensitivity and expression of ABCC1 transporter in cancer cells

Abstract:

Existence nádorových buněk se zvýšenou expresí ABC transportérů je jednou z příčin výskytu mnohočetné lékové rezistence. V důsledku toho byly hledány způsoby vedoucí k nalezení terapie, která by překonala tento typ mnohočetné lékové rezistence. Mnohé prvotní strategie, které se v in vitro experimentech jevily slibně, v klinických studiích selhaly. Alternativní a jednou ze studovaných strategií v poslední době se stala i kolaterální senzitivita. Kolaterální senzitivita je fenomén, sledovaný u savčích buněk exprimujících ABC transportéry (ABCC1, ABCB1, ABCG2), při kterém buňky jeví hypersenzitivitu vůči léčivu v důsledku genetických změn způsobených rezistencí na jiné léčivo. Protože je tento jev dobře popsán u buněk exprimujících ABCC1 transportér, byly v této práci studovány buněčné linie K562 (nízká exprese ABCC1) a A549 (vysoká exprese ABCC1). Bylo zjištěno, že verapamil a chrysin indukují eflux redukovaného glutathionu (GSH) ven z buněk. U buněčné linie A549 docházelo asi k desetinásobně vyššímu efluxu ve srovnání s buněčnou linií K562. Dále bylo zjištěno, že k poklesu intracelulárního obsahu GSH u buněk K562 a A549 vede eflux GSH. U buněk A549 docházelo po šestihodinové inkubaci s verapamilem či chrysinem ke snížení intracelulární hladiny GSH skoro dvakrát více než v případě buněk K562. Snížená hladina intracelulárního GSH může vést k oxidativnímu stresu. V našem případě však nebyla pozorována aktivace NRF2, který patří mezi hlavní regulátory buněčné smrti. Následně bylo zjištěno, že u buněk K562 a A549 ovlivněných verapamilem a chrysinem nedochází k inhibici buněčné proliferace ani k indukci buněčné smrti. Teprve až po použití kombinace verapamilu nebo chrysinu s buthionin sulfoximinem, což je inhibitor syntézy GSH, byl indukován signifikantní pokles viability u buněk A549. U buněk K562 byl účinek výrazně nižší. Bylo zjištěno, že verapamil a chrysin pravděpodobně nejsou schopny indukovat kolaterální senzitivitu u nádorových buněk s vysokou expresí ABCC1 transportéru.

Abstract:

The existence of cancer cells with increased expression of ABC transporters is one of the causes of the occurrence of the multidrug resistance. As a result, ways of a therapy, able to overcome this type of multidrug resistance, have been searched. Many initial strategies observed in vitro and appeared promising eventually failed in clinical trials. Recently, collateral sensitivity has become an alternative and one of the studied strategies. Collateral sensitivity is a phenomenon observed in mammalian cells expressing ABC transporters (ABCC1, ABCB1, ABCG2), in which the cells show hypersensitivity to the specific drug due to genetic changes caused by resistance to another drug. Since this phenomenon is well described in cells expressing ABCC1 transporter, K562 cell lines (low expression of ABCC1) and A549 (high expression of ABCC1) were studied in this thesis. We found that verapamil and chrysin induce reduced glutathione (GSH) efflux out of the cells. Efflux level of A549 cell line was about tenfold higher compared to the K562 cell line. Furthermore, GSH efflux leads to a decrease in intracellular GSH content in K562 and A549 cells. A549 cells were almost twice as likely to reduce intracellular GSH levels after incubation with verapamil or chrysin for 6 hours than K562 cells. Decreased intracellular GSH levels could lead to oxidative stress. However, NRF2 activation, which is a major regulator of the cell death, has not been observed in our case. Subsequently, it was found that K562 and A549 cells affected by verapamil and chrysin, did not inhibit the cell proliferation or induce the cell death. Only after the combination of verapamil or chrysin with buthionine sulfoximine (BSO), which is an inhibitor of GSH synthesis, significant decrease in viability was induced in A549 cells. The effect of K562 cells was significantly lower. We found out that verapamil and chrysin probably do not induce CS in tumor cells with high ABCC1 transporter expression.

Keywords

Kolaterální senzitivita, ABC transportéry, ABCC1, verapamil, chrysin

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 4. 2019

Thesis defence

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

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry