Дослідження молекулярних механізмів проапоптичної дії нових гетероциклічних похідних 4-тіазолідонів
DOI:
https://doi.org/10.7124/bc.00003DКлючові слова:
пухлинні клітини, апоптоз, 4-тіазолідони, каспази, AIF, структурно-функціональні взаємозв'язкиАнотація
Мета. Дослідити механізми індукції апоптичних сигнальних шляхів новими гетероциклічними похідними 4-тіазолідонів зі структурно відмінними бічними групами у злоякісних клітинах ссавців. Методи. Фарбування клітин аннексином V, йодидом пропідію, DAPI, Вестерн-блот аналіз. Результати. Структурно відмінним похідним 4-тіазолідонів притаманна схожа цитотоксична активність (ІС50 = 5 мкМ), вони також індукують апоптоз у лейкозних (Jurkat, CCRF-CEM) і карциномних (MCF-7, MDA-MD-231) клітинах. Вестерн-блот аналізом із використанням низки антитіл до білків, функціонуючих на різних стадіях апоптозу, показано, що структура бічних груп 4-тіазолідонів може безпосередньо впливати на біологічну активність цих апоптичних білків у лейкозних клітинах-мішенях. Зокрема, сполуки Les-3120 (піразолін-заміщений тіазолідинон) та Les-3166 (кон’югат тіазолідинону і бензтіазолу) індукують рецептор-опосередкований апоптоз у клітинах Т-лейкемії людини лінії Jurkat. 4-Імінотіазолідинон Les-3372 зумовлює апоптоз мітохондріального типу, опосередкований білком AIF. Висновки. Встановлено структурно-функціональні взаємозв’язки між специфічними бічними групами у молекулах 4-тіазолідонів та сигнальними шляхами апоптозу, що дозволяє конструювати нові, «гібридні» препарати з потенційною здатністю одночасно запускати кілька апоптичних каскадів у клітинах-мішенях.Посилання
Havrylyuk D., Kovach N., Zimenkovsky B., Vasylenko O., Lesyk R. Synthesis and anticancer activity of isatin-based pyrazolines and thiazolidines conjugates. Arch. Pharm. (Weinheim.) 2011 344, N 8:514–522.
Havrylyuk D., Mosula L., Zimenkovsky B., Vasylenko O., Gzella A., Lesyk R. Synthesis and anticancer activity evaluation of 4thiazolidinones containing benzothiazole moiety. Eur. J. Med. Chem 2010 45, N 11:5012–
Havrylyuk D., Zimenkovsky B., Vasylenko O., Zaprutko L., Gzella A., Lesyk R. Synthesis of novel thiazolone-based compounds containing pyrazoline moiety and evaluation of their anticancer activity. Eur. J. Med. Chem 2009 44, N 4:1396–1404.
Kaminskyy D., Zimenkovsky B., Lesyk R. Synthesis and in vitro anticancer activity of 2,4-azolidinedione-acetic acids derivatives. Eur. J. Med. Chem 2009 44, N 9:3627–3636.
Lesyk R. B., Zimenkovsky B. S. 4-Thiazolidones: centenarian history, current status and perspectives for modern organic and medicinal chemistry. Curr. Org. Chem 2004 8, N 16:1547– 1579.
Lesyk R., Kryshchyshyn A., Zimenkovsky B., Atamanyuk D., Havrylyuk D., Kaminsky D., Khyluk D., Nektegayev I., Subtel’na I., Roman O., Holota S. Anticancer potential of 4-azolidones and related heterocycles. Ann. Univ. Mariae Curie-Sklodowska. Med 2006 19, N 1:107–110.
Lesyk R., Zimenkovsky B., Subtelna I., Nektegayev I., Kazmirchuk G. Synthesis and antiinflammatory activity of some 2-arylamino-2-thiazoline-4-ones. Acta Pol. Pharm 2003 60, N 6:457–466
Kucukguzel S. G., Oruc E. E., Rollas S., Sahin F., Ozbek A. Synthesis, characterisation and biological activity of novel 4-thiazolidinones, 1,3,4-oxadiazoles and some related compounds. Eur. J. Med. Chem 2002 37, N 3:197–206.
Peterson G. L. A simplification of the protein assay method of Lowry et al. which is more generally applicable. Anal. Biochem 1977 83, N 2:346–358.
Edinger A. L., Thompson C. B. Death by design: apoptosis, necrosis and autophagy. Curr. Opin. Cell Biol 2004 16, N 6:663–669.
Vermes I., Haanen C., Steffens-Nakken H., Reutelingsperger C. A novel assay for apoptosis. Flow cytometric detection of phosphatidylserine expression on early apoptotic cells using fluorescein labelled Annexin V. J. Immunol. Methods 1995 184, N 1:39–51.
Kim R., Tanabe K., Uchida Y., Emi M., Inoue H., Toge T. Current status of the molecular mechanisms of anticancer drug-induced apoptosis. The contribution of molecular-level analysis to cancer chemotherapy. Cancer Chemother. Pharmacol 2002 50, N 5:343–352.
Engels I. H., Stepczynska A., Stroh C., Lauber K., Berg C., Schwenzer R., Wajant H., Janicke R. U., Porter A. G., Belka C., Gregor M., Schulze-Osthoff K., Wesselborg S. Caspase-8/ FLICE functions as an executioner caspase in anticancer drug-induced apoptosis. Oncogene 2000 19, N 40:4563–4573.
Kischkel F. C., Hellbardt S., Behrmann I., Germer M., Pawlita M., Krammer P. H., Peter M. E. Cytotoxicity-dependent APO-1 (Fas/CD95)-associated proteins form a death-inducing signaling complex (DISC) with the receptor. EMBO J 1995 14, N 22:5579–5588.
Shawgo M. E., Shelton S. N., Robertson J. D. Caspase-9 activation by the apoptosome is not required for fas-mediated apoptosis in type II Jurkat cells. J. Biol. Chem 2009 284, N 48 P. 33447–33455.
Scaffidi C., Fulda S., Srinivasan A., Friesen C., Li F., Tomaselli K. J., Debatin K. M., Krammer P. H., Peter M. E. Two CD95 (APO-1/Fas) signaling pathways. EMBO J 1998 17, N 6:1675–1687.
Kim H., Rafiuddin-Shah M., Tu H. C., Jeffers J. R., Zambetti G. P., Hsieh J. J., Cheng E. H. Hierarchical regulation of mitochondrion-dependent apoptosis by BCL-2 subfamilies. Nat. Cell Biol 2006 8, N 12:1348–1358.
Tsujimoto Y., Shimizu S. VDAC regulation by the Bcl-2 family of proteins. Cell Death Differ 2000 7, N 12:1174–1181.
Li P., Nijhawan D., Budihardjo I., Srinivasula S. M., Ahmad M., Alnemeri E. S., Wang X. Cytochrome c and dATP-dependent formation of Apaf-1/caspase-9 complex initiates apoptotic protease cascade. Cell 1997 91, N 4:479–489.
Gogvadze V., Orrenius S., Zhivotovsky B. Mitochondria as targets for cancer chemotherapy. Semin. Cancer Biol 2009 19, N 1:57–66.
Vakifahmetoglu-Norberg H., Zhivotovsky B. The unpredictable caspase-2: what can it do?. Trends Cell Biol 2010 20, N 3:150–159.
