Klin Farmakol Farm. 2006;20(4):197-201

Cytotoxická aktivita boheminu in vitro na primárních nádorových buňkách

Libuše Stýskalová2, MUDr. Karel Cwiertka3, Věra Nosková2, Anna Janošťáková2, Lenka Radová2, prof. MUDr. Vladimír Mihál CSc1, Marián Hajdúch2,3
1 Dětská klinika LF UP a FN Olomouc
2 Laboratoř experimentální medicíny při Dětské klinice LF UP a FN Olomouc
3 Onkologická klinika FN a LF UP, Olomouc

Úvod: Komplexy cyklin-dependentních kináz (CDK) s cyklinem spouští různá stadia buněčného cyklu eukaryotické buňky tím, že fosforylují specifické cílové proteiny. Syntetické inhibitory cyklin-dependentních kináz (CDKI) jako je olomoucin (OC), bohemin (BOH), R-roskovitin (ROSC, seliciclib, CYC202) atd., jsou typickými představiteli léčiv, které můžeme využít ke kontrole buněčné proliferace a ke klinické léčbě nádorů.

Účel studie: Záměrem studie bylo stanovit cytotoxickou aktivitu syntetického CDKI boheminu na lidských primárních nádorových buňkách a porovnat ji s klasickými protinádorovými léčivy.

Metody: Nádorové buňky byly získány gradientovou centrifugací po mechanickém rozmělnění vzorku tumoru a natrávení enzymy. Nádorová populace byla inkubována se vzestupnou koncentrací BOH a tradičních protinádorových léčiv s cílem zjistit koncentraci cytostatika, jež usmrtí 50 % nádorové populace (TCS50). Hodnoty TCS50 byly vzájemně korelovány pro zjištění podobnosti/rozdílu v mechanizmu účinku a/nebo lékové rezistence.

Výsledky: V průběhu studie bylo úspěšně vyšetřeno 112 nádorů různého histogenetického původu. Naše studie naznačuje tendenci vyšší senzitivity maligních ve srovnání s benigními tumory (20.94/51.57 µM, p = 0.162). Hodnota mediánu TCS50 pro BOH u hematologických/solidních nádorů (16.7/23.05 µM) poukazuje na vyšší sensitivitu hematologických malignit (p = 0,0159).

Závěr: Pouze 20 pacientů se ukázalo rezistentních vůči BOH ve srovnání s tradičními protinádorovými léčivy. Porovnání mechanizmu účinku/rezistence s ostatními cytostatiky prokázalo: 1. asociaci in vitro účinnosti BOH s účinností antimetabolitů pravděpodobně v důsledku společného mechanizmu rezistence s ohledem na jejich strukturální podobnost, 2. korelaci efektivity BOH s látkami vyvolávající DNA poškození (topotekan, cisplatina, daunorubicin, mitoxantron) a/nebo inhibitory RNA transkripce (aktinomycin D), která zjevně souvisí s inhibicí DNA reparace a aktivační fosforylace RNA polymerázy II cyklin-dependentními kinázami 7 a 9, které jsou BOH přímo inhibovány.

Klíčová slova: Klíčová slova: syntetické inhibitory cyklin-dependentních kináz, bohemin, lidské primární nádorové buňky.

BOHEMINE IN VITRO CYTOTOXIC ACTIVITY IN PRIMARY TUMOUR CELLS

Background: Cyclin dependent kinases complexed with cyclins trigger eukaryotic cell cycle proliferation by phosphorylation of specific target protein. Synthetic inhibitors of cyclin dependent kinases (CDKIs) as olomoucine (OC), bohemine (BOH), R-roscovitine (ROSC, seliciclib, CYC202) etc., are typical representatives of drugs, which can be used for control of cellular proliferation and clinical treatment of tumours.

Aim: The purpose of this study was to assess the cytotoxic activity of the synthetic CDKI, bohemine, on human primary tumour cells and compare its potency with classic anti-cancer drugs.

Methods: Malignant cells were isolated, after mechanical and enzymatic digestion of tumour tissues, by gradient centrifugation. The cells were then incubated with ascendant concentrations of BOH or classical anti-cancer drugs in order to determine the concentrations lethal to 50 % of tumour cells (TCS50). TCS50 values were then mutually correlated in order to determine similarities/dissimilarities in the mechanism of action and/or drug resistance.

Results: In the course of study we have successfully analyzed 112 primary tumour samples for drug sensitivity to BOH. Our study showed a tendency for a higher sensitivity of the malignant versus the benignant tumours (20.94/51.57 µM, p = 0.162). The median value of BOH TCS50 in haematological/solid tumours (16.7/23.05 μM) indicates higher sensitivity of haematological malignancies (p = 0.0159).

Conclusion: There were only 20 BOH resistant patients compared to the resistance of classical anti-cancer drugs. Comparison of mechanism of action/resistance with other anti-cancer drugs revealed: 1. an association of BOH activity with antimetabolites, probably signifying common mechanisms of resistance due to their structural similarity, 2. a correlation of efficiency of BOH with drugs targeting RNA transcription (actinomycin D) and/or compounds causing DNA damage (topotecan, cisplatin, daunorubicin, mitoxantrone), which is evidently connected with BOH mediated inhibition of DNA repair and/or activating fosforylation of RNA polymerase II mediated by CDK7 and CDK9.

Keywords: Key words: synthetic inhibitors of cyclin dependent kinases, bohemine, primary human tumour cells.

Zveřejněno: 1. únor 2007  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Stýskalová L, Cwiertka K, Nosková V, Janošťáková A, Radová L, Mihál V, Hajdúch M. Cytotoxická aktivita boheminu in vitro na primárních nádorových buňkách. Klin Farmakol Farm. 2006;20(4):197-201.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Pastell RG, Albanese C, Reutens AT et al. The cyclins and cyclin-dependent kinase inhibitors in hormonal regulation of proliferation and differentiation. Endocr Rev 1999; 20: 501-534. Přejít k původnímu zdroji...
    2. Sherr CJ. The Pezcoller lecture: Cancer cell cycles revisited. Cancer Res 2000; 60: 3689-3695.
    3. Bártek J, Bártková J, Lukas J. The retinoblastoma protein pathway and the restriction point. Curr Opin Cell Biol 1996; 8: 805-814. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    4. Sherr CJ, Roberts JM. CDK inhibitors: positive and negative regulators of G1-phase progression. Genes Dev 1999; 13: 1501-1512. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Havlíček L, Hanuš J, Veselý J et al. Cytokinin-derived cyclin-dependent kinase inhibitors: synthesis and cdc2 inhibitory activity of olomoucine and related compounds. J Med Chem 1997; 40: 408-412. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Veselý J, Havlíček L, Strnad M et al. Inhibition of cyclin-dependent kinases by purine analogues. Eur J Biochem 1994; 224: 771-786. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Meyerson M, Harlow E. Identification of G1 kinase activity for cdk6, a novel cyclin D partner. Mol Cell Biol 1994; 14: 2077-2086. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    8. Hajdúch M, Nosková V, Havlíček L et al. Olomoucine-derived synthetic cdk inhibitors: the mechanism of apoptotic death of tumor cells and in vivo antitumour activity. In: Cell Cycle Therapeutics. The Conference held on November 6-7, 1997, Washington, DC, USA. Book of Abstracts. Published by International Business Communications (225Turnpike Road, Southborough, MA 01772-1749, USA).
    9. Hajdúch M, Havlíček L, Veselý J, Novotný R, Mihál V, Strnad M. Synthetic cyclin dependent kinase inhibitors. New generation of potent anti-cancer drugs. Adv Exp Med Biol 1999; 457: 341-353. Přejít k původnímu zdroji...
    10. Crescenzi E, Palumbo G, Brady HJ. Roscovitine modulates DNA repair and senescence: implications for combination chemotherapy. Clin Cancer Res 2005; 11(22): 8158-71. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Wesierska-Gadek J, Gueorguieva M, Wojciechowski J et al. Cell cycle arrest induced in human breast cancer cells by cyclindependent kinase inhibitors: a comparison of the effects exerted by roscovitine and olomoucine. Pol J Pharmacol 2004; 56 (5): 635-641.
    12. Hajdúch M, Kolář Z, Novotný R et al. Induction of apoptosis and regression of spontaneous dog melanoma following in vivo application of synthetic cyclin-dependent kinase inhibitor olomoucine. Anti-Cancer Drugs 1997; 8: 1007-1013. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Meijer L, Borgne A, Mulner O et al. Biochemical and cellular effects of roscovitine, a potent and selective inhibitor of the cyclindependent kinases cdc2, cdk2 and cdk5, Eur J Biochem 1997; 243: 527-536. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Schutte B, Nieland L, van Engeland M, Henfling MER, Meijer L, Ramaekers FCS. The effect of the cyclin-dependent kinase inhibitor olomoucine on cell cycle kinetics. Exp Cell Research 1997; 236: 4-15. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    15. Alessi F, Quarta S, Savio M et al. The cyclin-dependent kinase inhibitors olomoucine and roscovitine arrest human fibroblasts in G1 phase by specific inhibition of CDK2 kinase activity. Exper Cell Research 1998; 245: 8-18. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    16. Markus MA, Kahle PJ, Winkler A, Hortsmann S, Anneser JM, Borasio GD. Survival-promoting activity of inhibitors of cyclin-dependent kinases on primary neurons correlates with inhibition of c-Jun kinase-1. Neurobiol Dis 1997; 4: 122-133. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. McClue SJ, Blake D, Clarke R et al. In vitro and in vivo antitumor properties of the cyclin dependent kinase inhibitor CYC202 (Rroscovitine). Int J Cancer 2002; 102(5): 463-468. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. Glab N, Labidi B, Qin LX, Trehin Ch, Bergounioux C, Meijer L. Olomoucine, an inhibitor of the cdc2/cdk2 kinases activity, blocks plant cells at the G1 to S and G2 to M cell cycle transitions. FEBS Letters 1994; 353: 207-211. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    19. Mihál V, Nosková V, Gojová L, Strnad M, Janošťaková A, Hajdúch M. Cytotoxic activity of the cyclin dependent kinase inhibitor, Bohemine, in primary tumour cells. Blood 2001; 98(11) Abstract# 4414.
    20. Raynaud FI, Whittaker SR, Fischer PM et al. In vitro and in vivo pharmacokinetic-pharmacodynamic relationships for the trisubstituted aminopurine cyclin-dependent kinase inhibitors olomoucine, bohemine and CYC202. Clin Cancer Res 2005; 11(13): 4875-4887. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    21. Maggiorella L, Deutsch E, Frascogna V et al. Enhancement of radiation response by roscovitine in human breast carcinoma in vitro and in vivo. Cancer Res 2003; 63(10): 2513-2517. Přejít na PubMed...
    22. Raju U, Nakata E, Mason KA et al. Flavopiridol, a cyclin-dependent kinase inhibitor, enhances radiosensitivity of ovarian carcinoma cells. Cancer Res 2003; 63(12): 3263-3267.
    23. Pieters R, Loonen AH, Huismans DR et al. In vitro drug sensitivity of cells from children with leukemia using the MTT assay with improved culture conditions. Blood 1990; 76(11): 2327-2336. Přejít k původnímu zdroji...
    24. Král V, Hajdúch M, Neoral Č et al. Significance and possibilities of cytostatic treatment of malignant tumors: testing the effects of cytostatics. Rozhl Chir 2000; 79(3): 134-138. Přejít na PubMed...
    25. Alvi AJ, Austen B, Weston VJ et al. A novel CDK inhibitor, CYC202 (R-roscovitine), overcomes the defect in p53-dependent apoptosis in B-CLL by down-regulation of genes involved in transcription regulation and survival. Blood 2005; 105(11): 4484-4491. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

    Zpět na obsah


    Klinická farmakologie a farmacie

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.