Biopolym. Cell. 2012; 28(2):121-128.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.00003D
Структура та функції біополімерів
Дослідження молекулярних механізмів проапоптичної дії нових гетероциклічних похідних 4-тіазолідонів
1Панчук Р. Р., 2Чумак В. В., 2Філь М. Р., 3Гаврилюк Д. Я., 3Зіменковський Б. С., 3Лесик Р. Б., 1, 2Стойка Р. С.
  1. Інститут біології клітини НАН України
    вул. Драгоманова, 14/16, Львів, Україна, 79005
  2. Львівський національний університет імені Івана Франка
    Вул. Грушевського, 4, Львів, Україна, 79005
  3. Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького
    вул. Пекарська, 69, Львів, Україна, 79010

Abstract

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.
Keywords: пухлинні клітини, апоптоз, 4-тіазолідони, каспази, AIF, структурно-функціональні взаємозв'язки
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] 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.
[2] 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–
[3] 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.
[4] 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.
[5] 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.
[6] 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.
[7] 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
[8] 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.
[9] 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.
[10] Edinger A. L., Thompson C. B. Death by design: apoptosis, necrosis and autophagy. Curr. Opin. Cell Biol 2004 16, N 6:663–669.
[11] 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.
[12] 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.
[13] 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.
[14] 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.
[15] 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.
[16] 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.
[17] 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.
[18] Tsujimoto Y., Shimizu S. VDAC regulation by the Bcl-2 family of proteins. Cell Death Differ 2000 7, N 12:1174–1181.
[19] 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.
[20] Gogvadze V., Orrenius S., Zhivotovsky B. Mitochondria as targets for cancer chemotherapy. Semin. Cancer Biol 2009 19, N 1:57–66.
[21] Vakifahmetoglu-Norberg H., Zhivotovsky B. The unpredictable caspase-2: what can it do?. Trends Cell Biol 2010 20, N 3:150–159.