Biopolym. Cell. 2024; 40(1):47-57.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000AAD
Молекулярна та клітинна біотехнології
Нові інгібітори MGMT підвищують чутливість MGMT-позитивних гліомних клітин до лікування алкілуючими агентами in vitro
1Жувака К. С., 1Півень О. О., 1Мацевич Л. Л., 1Волинець Г. П., 1Рубан Т. П., 1Ярмолюк С. М., 2Добжин П., 1Лукаш Л. Л.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03143
  2. Інститут експериментальної біології імені Ненкі ПАН
    3, Вул. Пастера, Варшава, Польща, 02-093

Abstract

Мета. Нові ненуклеозидні інгібітори MGMT (О6-метилгуанін-ДНК-метилтрансфераза) продемонстрували високу ефективність та низьку цитотоксичність в ракових клітинах людини HЕp-2. Однак, важливо дослідити вплив нових інгібіторів на інші ракові клітини, особливо ті, що мають інший рівень експресії MGMT. Це дослідження було проведено з двома лініями клітин гліоми: T98G з високим рівнем експресії MGMT та U251MG з метильованим промотором у гені MGMT. Методи. Вестерн-блот аналіз рівня MGMT. Вимірювання рівня аутофагії та кількості живих і мертвих клітин за допомогою флуоресцентної мікроскопії та спектрофотометрії після фарбування автофагосом Монодансилкадаверином та фарбування живих і мертвих клітин за допомогою Live-Dead Imaging Cell Kit. Результати. Нові інгібітори значно знижують рівень MGMT, але цей ефект спостерігається лише після 24-годинної обробки. Більш тривала обробка має слабший інгібувальний ефект порівняно зі стандартним інгібітором О6-бензилгуаніном. Комбінована обробка інгібіторами та нітрозогуанідином індукує високий рівень аутофагії в клітинах T98G, тоді як у клітинах U251MG спостерігається низький рівень аутофагії. Досліджувані сполуки не збільшують кількість мертвих клітин в обох лініях. Однак, комбінована обробка призводить до більшого цитотоксичного ефекту, проте лише в клітинах T98G. Висновки. Досліджувані сполуки володіють інгібувальною активністю щодо MGMT у гліомних клітинах. Інгібітори не впливають на виживаність та рівень автофагії клітин гліоми, проте роблять їх більш чутливими до дії алкілуючих сполук.
Keywords: О6-метилгуанін-ДНК-метилтрансфераза (MGMT), нові інгібітори, клітини гліоми, аутофагія, алкілувальна сполука
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Vigneswaran K, Neill S, Hadjipanayis CG. Beyond the World Health Organization grading of infiltrating gliomas: advances in the molecular genetics of glioma classification. Ann Transl Med. 2015; 3(7):95.
[2] Vanharanta S, Massagué J. Origins of metastatic traits. Cancer Cell. 2013; 24(4):410-21.
[3] Christmann M, Verbeek B, Roos WP, Kaina B. O(6)-Methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT) in normal tissues and tumors: enzyme activity, promoter methylation and immunohistochemistry. Biochim Biophys Acta. 2011; 1816(2):179-90.
[4] Kaina B, Margison GP, Christmann M. Targeting O⁶-methylguanine-DNA methyltransferase with specific inhibitors as a strategy in cancer therapy. Cell Mol Life Sci. 2010; 67(21):3663-81.
[5] Sarkaria JN, Kitange GJ, James CD, Plummer R, Calvert H, Weller M, Wick W. Mechanisms of chemoresistance to alkylating agents in malignant glioma. Clin Cancer Res. 2008; 14(10):2900-8.
[6] Zhuvaka KS, Volynets GP, Ruban TP, Nidoeva ZM, Iatsyshyna AP, Macewizc LL, Bdzhola VG, Yarmoluk SM, Lukash LL. Activity of Nonnucleoside Inhibitors of O6-methylguanine-DNA Methyltransferase Repair Enzyme in Human Cells In Vitro. Tsitol Genet. 2023; 57(6):556-66.
[7] Kanzawa T, Germano IM, Komata T, Ito H, Kondo Y, Kondo S. Role of autophagy in temozolomide-induced cytotoxicity for malignant glioma cells. Cell Death Differ. 2004; 11(4):448-57.
[8] Yun CW, Lee SH. The Roles of Autophagy in Cancer. Int J Mol Sci. 2018; 19(11):3466.
[9] Lorin S, Hamaï A, Mehrpour M, Codogno P. Autophagy regulation and its role in cancer. Semin Cancer Biol. 2013; 23(5):361-79.
[10] Knizhnik AV, Roos WP, Nikolova T, Quiros S, Tomaszowski KH, Christmann M, Kaina B. Survival and death strategies in glioma cells: autophagy, senescence and apoptosis triggered by a single type of temozolomide-induced DNA damage. PLoS One. 2013; 8(1):e55665.
[11] Eisenberg-Lerner A, Bialik S, Simon HU, Kimchi A. Life and death partners: apoptosis, autophagy and the cross-talk between them. Cell Death Differ. 2009; 16(7):966-75.
[12] Su M, Mei Y, Sinha S. Role of the Crosstalk between Autophagy and Apoptosis in Cancer. J Oncol. 2013; 2013:102735.
[13] Kenific CM, Thorburn A, Debnath J. Autophagy and metastasis: another double-edged sword. Curr Opin Cell Biol. 2010; 22(2):241-5.
[14] Butler M, Pongor L, Su YT, Xi L, Raffeld M, Quezado M, Trepel J, Aldape K, Pommier Y, Wu J. MGMT Status as a Clinical Biomarker in Glioblastoma. Trends Cancer. 2020; 6(5):380-91.
[15] Pandith AA, Qasim I, Zahoor W, Shah P, Bhat AR, Sanadhya D, Shah ZA, Naikoo NA. Concordant association validates MGMT methylation and protein expression as favorable prognostic factors in glioma patients on alkylating chemotherapy (Temozolomide). Sci Rep. 2018; 8(1):6704.
[16] Volynets GP, Ruban TP, Yatsyshina AP, Matsevich LL, Bdzhola VG, Yarmolyuk SM, Lukash LL. The method of identifying new inhibitors of the reparative enzyme O6-methylguanine-DNA methyltransferase for use in cancer chemotherapy. Utility model patent No. 127059. Publ. 10.07.2018.
[17] Xi H, Wang S, Wang B, Hong X, Liu X, Li M, Shen R, Dong Q. The role of interaction between autophagy and apoptosis in tumorigenesis (Review). Oncol Rep. 2022; 48(6):208.
[18] Kessel DH, Price M, Reiners JJ Jr. ATG7 deficiency suppresses apoptosis and cell death induced by lysosomal photodamage. Autophagy. 2012; 8(9):1333-41.
[19] Lin TY, Chan HH, Chen SH, Sarvagalla S, Chen PS, Coumar MS, Cheng SM, Chang YC, Lin CH, Leung E, Cheung CHA. BIRC5/Survivin is a novel ATG12-ATG5 conjugate interactor and an autophagy-induced DNA damage suppressor in human cancer and mouse embryonic fibroblast cells. Autophagy. 2020; 16(7):1296-313.