Selektivní inhibice cyklin-dependentních kinas u hematologických malignit

Bc. Miroslav PEŘINA

Master's thesis

Selective inhibition of cyclin-dependent kinases in haematological malignancies

Abstract:

Cyklin-dependentní kinasy 4 a 6 jsou klíčovými regulátory buněčného cyklu a jejich dlouhodobě zvýšená aktivita je přítomna u mnoha lidských malignit. Inhibice cyklin dependentních kinas 4 a 6 je schváleným přístupem pro léčbu metastatického karcinomu prsu. Praktická část této diplomové práce se věnuje studiu efektů vybraných inhibitorů cyklin-dependentních kinas 4 a 6 na buněčné úrovni, především na modelu leukemie, a vzájemnému porovnání jejich mechanismu účinku. Byla potvrzena inhibice tyrosinkinasy FLT3, zásadní pro buňky akutní myeloidní leukemie, a jí podřízené signalizace u inhibitorů ON 123300 a AMG 925, především však u Trilaciclibu a Lerociclibu. Dále byl odhalen výrazný pro-apoptický účinek Lerociclibu a AMG 925, pravděpodobně vyvolaný inhibicí mitotické kinasy Mps1/TTK. Po působení ON 123300 a AMG 925 na buňky s deletovaným genem retinoblastomového proteinu byly pozorovány tetraploidní populace buněk. Na základě porovnání vybraných látek, profilovaných jako inhibitory cyklin-dependentních kinas 4 a 6, byly nalezeny výrazné rozdíly v jejich působení na buněčné úrovni. Vzhledem k tomu, že všechny zkoumané látky jsou klinicky testované (a tři z nich jsou schválenými léčivy), může mít studium jejich rozdílných účinků klinický význam. Tato práce poukazuje na potenciál využití inhibitorů cyklin-dependentních kinas 4 a 6 pro kombinační léčbu akutní myeloidní leukemie nebo pro vývoj nových inhibitorů vykazujících podobně příznivé vedlejší efekty.

Abstract:

Cyclin-dependent kinases 4 and 6 are key regulators of the cell cycle and its long-term increased activity is present in many human malignancies. Inhibition of cyclin- dependent kinases 4 and 6 is an approved approach for the treatment of metastatic breast cancer. The experimental part of this thesis was focused on the monitoring of effects of selected cyclin-dependent kinases 4 and 6 inhibitors in cell lines, especially in the model of leukemia and, further, the comparison of their mechanism of action. Inhibition of FLT3, tyrosine kinase essential for acute myeloid leukemia cells, and its downstream signalling was confirmed for ON 123300 and AMG 925 inhibitors, but especially also for Trilaciclib and Lerociclib. Furthermore, a marked apoptosis-inducing effect of Lerociclib and AMG 925 was revealed, possibly caused by inhibition of mitotic kinase Mps1/TTK. Tetraploid cell populations were observed upon treatment with ON 123300 and AMG 925 in retinoblastoma protein-negative cells. Comparison of selected CDK4/6 inhibitors revealed significant differences in their cellular mode of action. Regarding to the fact, that all are clinically investigated compounds, we suppose that the study of their off-targets may also have the clinical significance. This thesis points to the potential use of inhibitors of cyclin-dependent kinases 4 and 6 for the combination therapy against the acute myeloid leukemia or for the development of new inhibitors showing similarly beneficial side-effects.

Keywords

Cyklin-dependentní kinasy, inhibitor, selektivita, "drug repurposing"

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 5. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Radek Jorda, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry