Ανάπτυξη και φαρμακολογική αξιολόγηση νέων ενώσεων του βορίου στη θεραπευτική (BNCT) του καρκίνου:
Creators: name: Ρόβα, Αικατερίνη Ευάγγελου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2014
Subjects: Φαρμακολογική αντικαρκινική θεραπεία
Ενώσεις βορίου
BNCT
Pharmacological cancer therapy
Carborane compounds

description: Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη και φαρμακολογική αξιολόγηση νέων ενώσεων του βορίου ως πιθανά φάρμακα για θεραπεία BNCT (boron neutron capture therapy) του καρκίνου. Οι ενώσεις αυτές αποτελούν χιμαιρικά χημικά μόρια και φέρουν δύο διαφορετικές φαρμακοφόρες ομάδες, με την μια να είναι το καρβοράνιο και την δεύτερη ένα θετικά φορτισμένο DLC ως εκλεκτικός συναρμοτής. Στα πλαίσια λοιπόν της παρούσας πειραματικής εργασίας, έγινε έλεγχος της κυτταροτοξικότητας των ενώσεων και προσδιορισμός των IC50, καθώς και αξιολόγηση των παρατηρούμενων διαφορών στην τοξικότητα των διαφόρων ενώσεων σε φυσιολογικές (VERO) και καρκινικές κυτταρικές σειρές (U-87 MG, HSC-3). Παράλληλα, για τη μελέτη του μοριακού μηχανισμού επιλέχθηκε η πιο τοξική ένωση, για την οποία κρίθηκε σκόπιμος ο έλεγχος των χαρακτηριστικών σε μια επιπλέον φυσιολογική ανθρώπινη κυτταρική σειρά (MRC-5), καθώς και η χρονοεξαρτώμενη μελέτη του εμφανισμένου κυτταροτοξικού αποτελέσματος της ουσίας. Επίσης, ελέγχθηκαν τα επίπεδα έκφρασης ενός σημαντικού αριθμού γονιδίων σχετιζόμενων με τη ρύθμιση της απόπτωσης και του κυτταρικού κύκλου. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις των ενδοκυττάριων ποσοτήτων 10Β που επιτυγχάνονται στα κύτταρα κατόπιν επώασης τους με την ουσία, με σκοπό την πιστοποίηση αποτελεσματικής μεταφοράς 10Β στα κύτταρα βάσει των κριτηρίων που θα πρέπει να πληρούνται για αποτελεσματικότητα στη BNCT θεραπεία του καρκίνου. Τέλος, για τη συγκεκριμένη ένωση έγιναν προκαταρκτικά πειράματα μορφοποίησης της σε λιποσώματα PC και DMPC, για τα οποία πραγματοποιήθηκε επίσης έλεγχος κυτταρικής ανάπτυξης και θανάτου και υπολογισμός των τιμών IC50. Συμπερασματικά, η όλη προσπάθεια στην παρούσα εργασία ήταν να αναδειχθούν τα φαρμακολογικά χαρακτηριστικά των υπό μελέτη χιμαιρικών καρβορανικών ενώσεων, τόσο ως προς την κυτταροτοξική ικανότητάς τους, όσο όμως και τη πιθανότητα ανάπτυξής τους για θεραπεία BNCT του καρκίνου.
description: The aim of the present M.Sc. thesis has been the analysis of the pharmacological profile of new carborane compounds for use in the boron neutron capture therapy (BNCT) of cancer. The analysis was performed in both human tumor [glioblastoma (U-87 MG) and oral cancer (HSC-3)] and normal cells (monkey Vero). The key points obtained thus far regarding the pharmacological evaluation of the new carborane compounds tested are: a) The compounds possess a dual function capacity as promising anticancer agents, i.e. one coming from their high boron content (BNCT) and another from their DLCs chemical portion (cytotoxicity); b) Also importantly, although cell growth has been inhibited, this was not correlated with the appearance of high levels of cell death in the cultures; agents show different behavior in regard to this property; c) The cellular boron content seems to be at acceptable levels for BNCT treatment of cancer; d) A wash-out experiment was carried out, where cells were initially exposed to the most cytotoxic compound for specific time periods before the supernatant was replenished and the cells were allowed to grow in fresh medium, free of substance. Unanimously, under the latter culture conditions only normal cells (VERO) but not carcinoma cells (U-87 MG) were able to recapitulate their growth capacity. Last, but not least, e) qPCR expression analysis of cell-cycle and/or apoptosis related genes in cultures exposed to such compound has indicated that only in cancer cells (U-87 MG) and not in normal ones (VERO) a tremendous time-dependent increase in the expression level of two key player genes, i.e. p53 and p21, has been recorded. Overall, such data clearly propose that the new carborane compounds tested exhibit very interesting pharmacological properties in different levels that should be further investigated toward their development as potential anticancer drugs combining dual function either as BNCT therapeutics or as cytotoxic agents.