Določanje aktivnosti izbranih tirozin-kinaznih zaviralcev na receptorje za ščitnične hormone, izražene v celicah GH3.TRE-Luc

Kogovšek, Eva (author), Sollner Dolenc, Marija (mentor), Kenda, Maša (comentor)

Tirozin-kinazni zaviralci so pomembne zdravilne učinkovine v tarčni terapiji več vrst rakavih obolenj. Pri zdravljenju z njimi so bili opaženi primeri ščitnične disfunkcije, zato jih uvrščamo med motilce endokrinega sistema. Zaradi njihove dolgotrajne uporabe v terapiji in naraščanja pojavnosti raka se te učinkovine uporabljajo čedalje pogosteje, kar posledično vodi v njihovo večjo prisotnost v okolju. Na ta način jim je izpostavljena tudi zdrava populacija in ostali živi organizmi. Poznavanje mehanizma njihovega delovanja na ščitnično funkcijo je tako pomembno za preprečevanje hipotiroidizma in hipertiroidizma tako pri terapiji z njim, kot tudi zaradi posredne izpostavljenosti preko okolja. V okviru magistrske naloge smo na celični liniji GH3.TRE-Luc preučevali aktivnost izbranih tirozin-kinaznih zaviralcev (imatinib, sorafenib, erlotinib in regorafenib) na receptorje za ščitnične hormone. V prvem koraku smo izbranim učinkovinam s testom celične viabilnosti določili necitotoksične koncentracije. Z njimi smo nadaljevali v naslednjem koraku, kjer smo s pomočjo testa z reporterskim genom, t.i. luciferazni test, določali agonistično oz. antagonistično aktivnost na receptorje za ščitnične hormone. Glede na pridobljene rezultate in postavljene zahteve za agonistično (⡥ 130 % aktivnost luciferaze glede na kontrolo) in antagonistično (⡤ 70 % aktivnost luciferaze glede na kontrolo) delovanje nobena izmed izbranih učinkovin pri testiranih koncentracijah ne izkazuje učinka neposredno na receptorje za ščitnične hormone. Tako imatinib kot sorafenib pri nizkih koncentracijah (10 pM) nakazujeta na možnost hormetičnega delovanja, zato je v prihodnje smiselno preučiti še nižje koncentracije obeh učinkovin. Erlotinib je pri antagonističnem testiranju v območju terapevtskih koncentracij izkazal statistično značilno zmanjšanje aktivnosti luciferaze glede na kontrolo, vendar ne pod mejo za opredelitev antagonističnega delovanja. Pri interpretaciji rezultatov je treba upoštevati možnost, da je zmanjšanje luciferazne aktivnosti lahko posledica inhibicije encima in ne nujno delovanja učinkovine na receptor za ščitnične hormone. Mehanizem delovanja neželenih učinkov izbranih učinkovin pri testiranih koncentracijah najverjetneje ni posledica delovanja na receptorje za ščitnične hormone, zato je treba mehanizem delovanja na ščitnično funkcijo iskati še naprej.

• Language: Slovenian
• Keywords: tirozin-kinazni zaviralci, receptorji za ščitnične receptorje, motilci endokrinega sistema, GH3.TRE-Luc
• Work type: Master's thesis/paper
• Organization: FFA - Faculty of Pharmacy
• Year: 2020
• PID: 20.500.12556/RUL-116702
• Publication date in RUL: 04.06.2020

Secondary language

• Language: English
• Title: Activity determination of selected tyrosine kinase inhibitors on thyroid hormone receptors expressed in GH3.TRE-Luc cells

Abstract

Tyrosine kinase inhibitors are important active pharmaceutical ingredients in targeted therapy of various types of cancer. They are considered as endocrine disruptors since several cases of thyroid dysfunction were noted during the treatment. Their long-term use in therapy and increasing incidence of cancer lead to the rise of consumption of these drugs, which results in their growing presence in the environment. Therefore, even the healthy population and other living organisms are exposed to them. Understanding the mechanism of action of these drugs on thyroid function is of great importance for preventing hypothyroidism and hyperthyroidism. In the scope of this master thesis we have studied the activity of selected tyrosine kinase inhibitors (imatinib, sorafenib, erlotinib, regorafenib) on thyroid receptors, expressed in the cell line GH3.TRE-Luc. Firstly, we have determined non-cytotoxic concentrations of selected drugs using the cell viability assay. In the next step, we used those concentrations in the luciferase reporter assay to determine their agonistic or antagonistic activity on thyroid receptors. According to the results and threshold for agonistic (⡥ 130% luciferase activity compared to control compound) and antagonistic (⡤ 70% luciferase activity compared to control compound) activity none of the selected tyrosine kinase inhibitors show direct activity on thyroid receptors. Low concentrations (10 pM) of both imatinib and sorafenib indicate a potential hormetic effect. Therefore, it would be wise to subject lower concentrations of both drugs to further testing. Therapeutic concentrations of erlotinib show statistically significant decrease of luciferase activity in antagonistic testing; however, not below the threshold value for antagonistic activity. When interpreting the results, it is important to bear in mind that a decrease of luciferase activity may possibly be linked to the inhibition of the luciferase itself and not to the action of a drug on thyroid receptor. Mechanism involved in adverse effects of selected tyrosine kinase inhibitors on thyroid function is not likely to be associated with their activity on thyroid receptors. Thus, the search for tyrosine kinase inhibitors’ mechanism of action on thyroid gland continues.

• Keywords: tyrosine kinase inhibitors, thyroid receptors, endocrine disruptors, GH3.TRE-Luc