Komórkowe i molekularne mechanizmy działania farmakoforów węglowodanowych zawierających siarkę

Abstract

W przedstawionej pracy doktorskiej pt. „Komórkowe i molekularne mechanizmy działania farmakoforów węglowodanowych zawierających siarkę” poddano biologicznej analizie cztery zróżnicowane pod względem strukturalnym tiocukry. Badano właściwości przeciwnowotworowe trzech 1-4-tiodisacharydów (FCP6-9) oraz tiocukrów zwierającego motyw kwasu salicylowego (FCP8). Głównym celem badań była ocena komórkowych i molekularnych mechanizmów działania farmakoforów węglowodanowych zawierających siarkę. Szczegółowe badania, wykonane w warunkach in vitro, miały na celu: • określenie cytotoksyczności i genotoksyczności badanych związków w komórkach nowotworowych na przykładzie wybranych linii nowotworowych, oraz powiązanie ich aktywności z budową farmakoforu, • określenie zdolności badanych związków do hamowania proliferacji komórek, • określenie zdolności badanych związków do bezpośrednich interakcji z cząsteczką DNA, • ocenę zdolności badanych związków do indukcji procesu apoptozy lub nekrozy w komórkach nowotworowych, • analizę odpowiedzi komórek nowotworowych na badane związki w kontekście zmian profilu ekspresji genów, • analizę procesu transportu badanych związków do komórek nowotworowych. Analizowano cytotoksyczne, cytostatyczne, pro-oksydacyjne, pro-apoptotyczne i genotoksyczne właściwości tiocukrów. Dodatkowo oznaczano wpływ wybranego związku na aktywność reduktazy tioredoksyny, glutationu, poziomu tioli i stresu retikulum endoplazmatycznego. Badania wykonano na siedmiu liniach komórek nowotworowych: • niedrobnokomórkowego raka płuc A549 (ATCC® CCL-185™), • raka szyjki macicy HeLa (ATCC® CCL-2™), • raka jelita grubego LoVo (ATCC® CCL-229™), • raka piersi MCF7 (ATCC® HTB-22™), • glejaka U-87MG (ATCC® HTB-14™), • glejaka wyprowadzonego od pacjentów H6PX i H7PX, • oraz jednej linii komórek prawidłowych PNT2 (95012613HPA Culture Collections Sigma). Związkiem posiadającym największy potencjał przeciwnowotworowy jest związek FCP6 – ma on właściwości cytotoksyczne, genotoksyczne, apoptogenne i pro-oksydacyjne wobec komórek nowotworowych. Jego mechanizm związany jest ze zmniejszaniem zdolność komórki do neutralizowania wolnych rodników tlenowych poprzez hamowanie aktywność systemów antyoksydacyjnych opartych na glutationie i tioredoksynie. Dodatkowo związek ten hamuje syntezę białek w komórce nowotworowej zaburzając składanie białek czego efektem jest stres retikulum endoplazmatycznego i odpowiedź komórki na akumulację nieprawidłowo złożonych białek. W kontekście porównania całej grupy badanej wywnioskowano, że obecność grup acetylowych przyłączonych do 1-4-tiodisacharydów zwiększa ich potencjał przeciwnowotworowy. Poznanie mechanizmu działania badanych FCP, a także aktywności związanej z ich strukturą daje możliwość w przyszłości na opracowanie nowych pochodnych o wyższym potencjale przeciwnowotworowym, jak również prowadzenie w przyszłości kolejnych etapów badań w warunkach in vivo.