Biološko vrednotenje protirakavega delovanja zaviralcev C-končne domene Hsp90

Kosmač, Teja (avtor), Tomašič, Tihomir (mentor), Zajec, Živa (komentor)

Rak v sodobnem svetu, kjer se starost prebivalstva zvišuje, predstavlja eno izmed najbolj razširjenih in smrtonosnih bolezni. Številne raziskovalne skupine se osredotočajo na razvoj učinkovin, ki bodo selektivno delovale na rakave celice ter imele hkrati zanemarljiv vpliv na zdrave celice. Vse pomembnejšo tarčo v razvoju novih protirakavih učinkovin predstavljajo stresni proteini ali proteini toplotnega šoka 90 (Hsp90). Ti igrajo pomembno vlogo pri aktivaciji, pravilnem zvitju in razgradnji napačno zvitih proteinov. Hkrati sodelujejo pri številnih signalnih poteh, ki vodijo do nastanka malignih celic. Zaviralce Hsp90 delimo na zaviralce, ki delujejo na N-končno domeno, in zaviralce, ki se vežejo v C-končno domeno. Ključna slabost N-končnih zaviralcev je indukcija odziva toplotnega šoka, ki nasprotuje delovanju zaviralcev Hsp90 in zmanjšuje njihovo učinkovitost. Vse več raziskav se zato usmerja v razvoj C-končnih zaviralcev, pri katerih je odziv toplotnega šoka odsoten. V okviru magistrske naloge smo ovrednotili vpliv sintetiziranih C-končnih zaviralcev Hsp90, sintetiziranih na Katedri za farmacevtsko kemijo na Fakulteti za farmacijo, na proliferacijo rakavih celic. Njihovo aktivnost smo ovrednotili na celičnih linijah PC3 MM2 luc s testom ponovnega zvitja luciferaze ter MCF-7, SK-BR-3 in SK-N-MC s testom proliferacije MTS (3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-5-(3-karboksimetoksifenil)-2-(4-sulfofenil)-2H-tetrazolijeva sol). Na osnovi pridobljenih rezultatov smo zaključili, da na antiproliferativno delovanje ugodno vpliva prisotnost vsaj enega bazičnega centra ter dveh aromatskih obročev, pri čemer je ključna prisotnost bazičnega centra in aromatskega obroča na določeni razdalji. Prav tako smo potrdili, da k močnejšemu delovanju prispeva substitucija aromatskega obroča s halogenom. Opazili smo močnejše delovanje zaviralcev, pri katerih je bil aromatski obroč subsitutiran s klorom namesto fluorom. Za potrditev vpliva vezanega halogena na učinkovitost zaviralcev bi morali izvesti več testiranj. Z magistrsko nalogo smo uspeli ovrednotiti delovanje zaviralcev C-končne domene, ki se med seboj strukturno precej razlikujejo in s tem proučiti kateri strukturni elementi so ključni za njihovo antiproliferativno delovanje.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: zaviralci Hsp90, rak, C-končna domena
• Vrsta gradiva: Magistrsko delo/naloga
• Organizacija: FFA - Fakulteta za farmacijo
• Leto izida: 2022
• PID: 20.500.12556/RUL-143555
• Datum objave v RUL: 25.12.2022

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Biological evaluation of anticancer activity of Hsp90 C-terminal domain inhibitors

Izvleček

Cancer is one of the most prevalent and deadly diseases in a modern world where the age of the population is increasing. Many research groups are focused on developing agents that selectively affect cancer cells while having little effect on healthy cells. Stress proteins or heat shock proteins of 90 kDa (Hsp90) are an increasingly important target in the development of new anticancer agents. They play an important role in the activation, proper folding and degradation of misfolded proteins. At the same time, they are involved in a number of signalling pathways that lead to the formation of malignant cells. Hsp90 inhibitors are divided into inhibitors acting on the N-terminal domain and the C-terminal domain. A major drawback of N-terminal inhibitors is the induction of a heat shock response, which counteracts the action of Hsp90 inhibitors and reduces their efficacy. Research is increasingly focusing on the development of C-terminal inhibitors that lack the heat shock response. In the framework of the master's thesis, we evaluated the effect of C-terminal Hsp90 inhibitors synthesised at the Department of Pharmaceutical Chemistry, Faculty of Pharmacy, on cancer cell proliferation. Their activity was studied in PC3 MM2 luc cell lines by luciferase refolding assay and in MCF-7, SK-BR-3 and SK-N-MC cell lines by MTS ((3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium) proliferation assay. Based on the results obtained, we concluded that the activity is favourably influenced by the presence of at least one basic centre and two aromatic rings. The distance between the basic centre and the aromatic ring is of a key importance. We also confirmed that substitution of the aromatic ring by halogens contributes to a stronger effect of the inhibitor. Although further tests should be performed focusing more on the influence of the bound halogen on the aromatic ring, we also observed a stronger activity of compounds where the aromatic ring was substituted with chlorine atom instead of fluorine atom. With this thesis, we were able to evaluate the activity of C-terminal domain inhibitors that are structurally very different from each other and thus investigate which structural elements are necessary for their antiproliferative activity.

• Ključne besede: Hsp90 inhibitors, cancer, C-terminal domain