Ανάπτυξη αντικαρκινικών μορίων με δράση αναστολής των πρωτεϊνικών φωσφατασών 1 και 2Α κει ειδικότητα στόχευσης καρκινικών όγκων που εκφράζουν μεμβρανικούς διακομιστές οργανικών ανιόντων, πάνω στη βάση της δομής της μικροκυστίνης LR
Authors: Κουννής Βαλεντίνος 
Published: August 2021

Υπόβαθρο:Τα κυκλοπεπτιδικά µόρια που συντίθενται απο τα κυανοβακτήρια, συµπεριλαµβανοµένων τωνµικροκυστνών και των νοντουλαρινών, θεωρούνται επικίνδυνα για την ανθρώπινη υγεία λόγω τωνπιθανών τοξικών επιδράσεων µετά απο µεγάλη κατανάλωση ή µακροχρόνια έκθεση. Ωστόσο, οιµικροκυστίνες λόγω φυσικοχηµικών ιδιοτήτων και της δυνατότητας να προκαλούν κυτταρική βλάβηµετά από πρόσληψη µέσω συγκεκριµένων µεµβρανικών διακοµιστών των Πολυπεπτιδίων ΜεταφοράςΟργανικών Ανιόντων (OATPs), παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον από φαρµακολογικής πλευράς.Κυριότερες ενδοκυττάριες δράσεις τους είναι η αναστολή των καταλυτικών υποµονάδων τωνΠρωτεϊνικών Φωσφατασών 1 (PP1) και 2Α (PP2Α), η µείωση των επιπέδων γλουταθειόνης (GSH) καιη αύξηση των ελευθέρων ριζών οξυγόνου (ROS). Στην βάση αυτή µελετήθηκαν στην παρούσαδιατριβή ως δυνητικά νέα αντικαρκινικά µόρια µε στόχευση καρκίνους που εκφράζουν OATPsΜέθοδοι:Για τη µελέτη έκφρασης των Πολυπεπτιδίων Μεταφοράς Οργανικών Ανιόντων χρησιµοποιήθηκαν ταπολυκλωνικά αντισώµατα p1A2 και p1Β3 καθώς και τα µονοκλονικά mESL και mMDQ µε τις µεθόδους(α) της ανοσοϊστοχηµείας για ανθρώπινο ιστό εγκλείσµένο σε παραφίνη και (β) Western Blotαποτύπωσης για ανθρώπινο φρέσκο κατεψυγµένο ιστό και κυτταρικές σειρές. Χρησιµοποιήθηκαν οιχαρακτηρισµένες καρκινικές και φυσιολογικές σειρές: MIA PaCa-2, Bx-PC3, MRC-5, HepG2, CaCo-2,CHO (1Β1, 1Β3 επιµολυσµένα) καθώς και πρωτογενείς ανθρώπινες κυτταρικές καλλιέργειες αποπεριφερικά µονοκύτταρα αίµατος. Η µελέτη έκφρασης των διακοµιστών σε επίπεδο mRNA έγινε µε realtime PCR. Ο έλεγχος της τοξικότητας της µικροκυστίνης σε κυτταρικά µοντέλα in vitro έγινε µε τοσύστηµα xCELLigence (σε πραγµατικό χρόνο) και µε τη µέθοδο της κυτταροµετρίας ροής (Annexin/PI).O in silico λογικός σχεδιασµός της δοµής των διακοµιστών, της µικροκυστίνης και του MC-LR/NACµορίου και οι ανάλογες αλληλεπιδράσεις έγιναν µε το λογισµικό Modeller 9.11. Τα γραφήµατα, ηστατιστική ανάλυση των δεδοµένων και ο υπολογιµός των τιµών IC50 έγινε µε τα λογισµικά GraphPadκαι xCELLigence αντίστοιχα. Αποτελέσµατα:Τα δεδοµένα που προέκυψαν απο την παρούσα ερευνητική εργασία, αρχικά επιβεβαιώνουν τηνέκφραση των διακοµιστών OATP σε ανθρώπινο φυσιολογικό ηπατικό ιστό και επιπλέον αποδεικνύουντην έντονη έκφραση του OATP1B3 σε καρκινικούς ιστούς µαστού, πνεύµονα, παγκρέατος, εντέρου καιστοµάχου αλλά και στις κυτταρικές σειρές BxPC-3 και MIA PaCa-2. Στα εν λόγω κυτταρικά µοντέλα οOATP1B3 ακολουθεί χρονοεξαρτώµενη έκφραση µε το µέγιστο της να εντοπίζεται στα αρχικά στάδιατης καλλιέργειας. Απουσιάζει επιγενετικός µηχανισµός ρύθµισης της έκφρασης του 1Β3 στις κυτταρικέςσειρές BxPC-3 και MIA PaCa-2 αλλά φαίνεται οτι υπάρχει στη κυτταρική σειρά HepG2. Οι κυτταρικέςσειρές που εκφράζουν τον OATP1B3, εµφανίζουν ιδιαίτερη ευαισθησία στη µικροκυστίνη-LR αναλογικήµε τα επίπεδα έκφρασης του διακοµιστή. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον προκαλεί η παρατήρηση ότι η σειρά BxPC3παρουσιάζεται περισσότερο ευαίσθητη στη µικροκυστίνη παρά στη gemcitabine πουχρησιµοποιείται στη θεραπεία του µεταστατικού-προχωρηµένου καρκίνου του παγκρέατος. Η αρχικήυπόθεση περι της ικανότητας της ακετυλοκυστεΐνης να διαφυλάττει τη βιωσιµότητα των φυσιολογικώνέναντι των καρκινικών κυττάρων επιβεβαιώθηκε έµµεσα όταν η NAC χρησιµοποιηθείσα πρίν τηνέκθεση σε MC-LR κατάφερε να ελαττώσει το ρυθµό µεταβολής της προκαλούµενης τοξικότητας αποτην µικροκυστίνη στα κύτταρα ελέγχου CHO. Παρά τις αλλεπάλληλες προσπάθειες για την in vitroσύζευξη την MC-LR µε τη NAC, αυτό δεν κατέστη δυνατόν.Συµπεράσµατα:Η επιβεβαιωµένη έκφραση των OATPs 1Α2, 1Β1 και 1Β3 σε καρκινικούς ιστούς σε σύγκριση µεφυσιολογικούς, τους καθιστά υποψήφιους στόχους για τη θεραπευτική εκµετάλλευση και αξιοποίησητους. Στην εποχή της στοχευµένης θεραπείας του καρκίνου, οι κυανοτoξίνες αποτελούν µια πλούσιαπηγή φυσικών κυτταροτοξικών ενώσεων µε δυνατότητα στόχευσης καρκίνων που εκφράζουνσυγκεκριµένους πρωτεϊνικούς διακοµιστές πρόσληψης. Eπιπλέον προσπάθεια αξίζει να καταβληθεί γιατη σύζευξη και σύνθεση σταθερού σύµπλοκου MC-LR/NAC ώστε να ενισχύσει το θεραπευτικό δείκτηκαι να ελαττώσει πιθανά προβλήµατα τοξικότητας οργάνων στόχων.