Krooninen sairaus

tiivistelmä

Poly (ADP-riboosi) polymeraasi-1 (PARP -1) ja telomeraasi sekä DNA-vaurioita vastaus reitit ovat kohteita antisyöpälääkeaine kehittämiseen, ja erityisiä estäjät ovat parhaillaan kliinisen tutkimuksen. Tämän työn tarkoituksena on arvioida syövän vastaisen toiminnan antrakinoni johdettujen trisykliset ja tetrasyklisille pieniä molekyylejä ja niiden rakenne-aktiivisuus-suhteita PARP-1 esto ei-pienisoluinen keuhkosyöpä (NSCLC) ja NSCLC-yliekspressoivia Oct4 ja Nanog klooni, joka näyttää korkea-ilmentymistä PARP-1 ja lisää vastustuskykyä syövän huumeiden. Käytimme kirjastomme Valittujen yhdisteiden NCI: n 60 ihmisen syöpäsolu-linjat (NCI-60), jotta saadaan aikaan systemaattisen profiloinnin tiedot. Analyysimme, on arveltu, että nämä lääkkeet saattavat olla suoraan ja välillisesti kohdistaa komponenttien aiheuttavan mitokondrioiden läpäisevyys siirtyminen ja vapauttamaan proapoptoottisten tekijät mahdollisina anti-NSCLC tai PARP estäjä ehdokkaita. Kaikkiaan aktiivisin NSC747854 osoitti sen sytotoksisuutta ja annoksesta riippuvaa PARP estävä tavalla, jolloin se nousee lupaava rakenne syövän hoitoon ilman merkittävää negatiivista vaikutusta normaaleihin soluihin. Tutkimustemme läsnä todisteita siitä telomere ylläpito olisi otettava huomioon ponnistuksia paitsi voittaa lääkeresistenssi, mutta myös optimoida telomere terapeuttisten. Nämä havainnot ovat arvokkaita helpottamiseksi rakenne-pohjainen suunnittelu selektiivisten PARP-inhibiittorit, yleensä, ja telomeraasiestäjät, erityisesti. Yhdessä Tässä esitetyt tiedot laajentaa käsityksen PARP-inhibiittorit ja tukea resursseja vaativa lyijy optimointi rakenteellisesti pienten molekyylien ihmisen syövän hoidossa.

Citation: Lee YR, Yu DS, Liang YC, Huang KF Chou SJ, Chen TC, et al. (2013) Uusia lähestymistapoja PARP-1-estäjät Human Lung Cancer Cells and Cancer Varsi kaltaisia ​​soluja noin Valittu Antrakinonia-Derived pieniä molekyylejä. PLoS ONE 8 (2): e56284. doi: 10,1371 /journal.pone.0056284

Editor: Ferenc Gallyas, University of Pecs Medical School, Unkari

vastaanotettu: 18 kesäkuu 2012; Hyväksytty: 12 tammikuu 2013; Julkaistu: 25 helmikuu 2013

Copyright: © 2013 Lee et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Tämä tutkimuksen tukivat National Science neuvoston Grants NSC99-2113-M-016-001, NSC100-2113-M-016-001 ja NSC 97-3111-B-075-001-MY3 vastaavasti. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Lung syöpiä yleensä luokitellaan pienisoluinen keuhkosyövän (SCLC) ja ei-pienisoluinen keuhkosyöpä karsinoomat (NSCLC), joka on edelleen alaluokkiin, kuten adenokarsinooma (AC), levyepiteelisyöpä (SCC), ja suuri solu karsinooma (LCC) [1], [2]. Syöpä kantasolut ovat pieniä pato omavaraisia ​​solujen yksinomainen kyky itseuudistumiseen ja kasvaimen huolto [3]. Vaikka uudet kemoterapeuttisten aineiden ja sädehoidon ovat parantaneet potilaiden selviytymistä ja elämänlaatua, pitkän aikavälin eloonjäämisaste potilaiden keuhko AC edelleen epätyydyttävä. Kemoterapia viime vuosikymmenen aikana on käytetty pääasiassa palliation sijaan vähensi kuolleisuutta; on edelleen kipeästi tarvetta etsiä uusia pieniä molekyylejä uusien solunsalpaajiin.

PARP, joka on rooli korjaukseen yksijuosteisen DNA (ssDNA) taukoja, on useita erillisiä biokemiallisia toimintaa jotka ovat olleet houkutteleva kohde suunnittelun syöpälääkkeiden [4] – [6]. Kuluneen vuosikymmenen aikana, monet pienet molekyylit inhibitioon PARP perhe on syntetisoitu ja jotkut niistä testataan parhaillaan kliinisissä tutkimuksissa syöpähoitojen [7] – [9]. Vaikka ne on tutkittu niiden käyttökelpoisuutta DNA-vaurioiden havaitsemiseen ja korjaamiseen, missä määrin PARP ohjaus muita kehitystarpeita prosessi ei ole selvä. Kehittää erityisiä, voimakas, tehokas ja turvallinen PARP-inhibiittorit on tullut aktiivisen tutkimuksen ja paljon äskettäin julkaistu PARP kenttään. Tästä syystä estämällä PARP-aktiivisuutta, erityisesti PARP-1, pienten molekyylien kanssa vähentää korjaus ssDNA taukoja, ja on todennäköisesti käyttökelpoinen hoidettaessa syöpiä, stressi, tulehdusreaktioita ja sydän- ja verisuonisairauksia [7], [8]. Kliiniset tutkimukset ovat nyt käynnissä tutkivat turvallisuutta ja tehoa PARP-1-estäjien anti-syöpiä, mukaan lukien rinta-, kohtu- ja munasarjasyövän syöpiä [9]. Lisäksi toiminnot PARP DNA vaurioita vastauksista ja suojelu telomeres saattaa olla päällekkäinen telomeraasin [10]. Aiempi raportissa ehdotettiin, että telomeraasi ja PARP osansa kromosomin epävakautta ja DNA-vaurioita [11]. Monissa tapauksissa, tehoa inhibiittorit voivat johtua synteettistä kuolleisuutta välillä PARP inhibition ja geneettisen vaurion kasvainsoluissa [12] – [14].

3-aminobentsamidin (3-AB) on ensimmäisen sukupolven PARP-1-estäjä [15], [16], mutta siitä puuttuu tarvittava selektiivisyyden ja tehon olevan käyttökelpoinen klinikoilla tai tutkimustyökaluksi [9], [17]. Lisäksi nikotiiniamidi, pienempi lohkomistuote NAD

+ myös kykenee estävä vaikutus PARP-1 [18]. Veliparib (ABT-888) on myös uusi ja mahdolliset syöpälääkettä toimii PARP-1-inhibiittori [19]. Olaparib (AZD2281) on osoittanut lupaavia kliinistä tehoa nonrandomized vaiheen tutkimukset munasarjasyövän kanssa BRCA1 tai BRCA2 puute [20]. Iniparib (BSI-201) on merkittävä sen yksinkertainen rakenne, mutta se tappaa normaalit ja neoplastiset solut suurilla pitoisuuksilla, eikä sitä pitäisi katsoa PARP-inhibiittori [21]. Muut lääkkeet kuten INO-1001, CEP-8933 /CEP-9722 ja fenantreenin-johdannaisten PJ-34 on myös arvioitu kliinisissä tutkimuksissa toistaiseksi [22]. PJ-34 oli myös tehokkain yhdiste tällä alalla [23]. Tarjoamme PARP-1 toimintaa joidenkin valittujen yhdisteiden sekä perusteellisen tutkimuksen meidän julkaistuista tai julkaisemattomista viime vuosina, jotka ovat toimittaneet uusia oivalluksia eston PARP-1: n toimintaa tumassa (kuvio 1) [ ,,,0],24] – [33].

Kohti tukee edellä mainitun hypoteesin, tutkimukset ovat osoittaneet, että p53-vajaiden rintasyövän soluja käsiteltiin PARP-1-estäjä lose vastustuskyky doksorubisiini, kliinisesti aktiivisia, kasvaimia antrasykliiniantibiootti joka edistää apoptoosia [34]. Lisäksi tutkimuksessa osoittavat, että fenantreenit liittyvät PARP-1-estäjät ovat voimakkaita cytoprotective vaikutukset

in vitro

ja

in vivo

[35] .Toinen Tutkimus osoitti, että sisplatiinia pitoisuus voidaan vähentää, kun noudatetaan käsittelemällä PARP-1-estäjä, PJ-34, jotta saadaan sama sytotoksinen vaikutus [36]. Kuten artikkelissa, kohdistaminen pohja Leikkauskorjauksessa koulutusjakson voimakkaiden PARP-1-estäjien on osoittautunut hedelmälliseksi reitti kehittää uusia lääkkeitä, jotka saattavat olla aktiivisuutta paitsi kemo- tai radio-tehostavia aineita, mutta myös aktiivisena aineena DNA korjaus puutteellinen perinnöllinen syöpien [37]. Tässä tutkimuksessa olemme esiin nousevien tietoa esto PARP-1 antrakinoni johdettuja johdannaisia ​​tuloksia, sen vuorovaikutus antituumorivaikutuksia täydessä paneelissa ihmisen tuumorisolulinjoja ja esto näiden johdannaisten upon PARP-1. Nämä ja muut siihen liittyvät kliiniset löydöt ovat muuttaneet PARP-1 mielenkiintoisista aiheista molekyylitason analyysit eturintamassa kuin kliininen tavoitteet syövän hoitoon. Meidän lähestymistapa tähän tutkimukseen, tutkimme äskettäin löydetty PARP-inhibiittorit, sopivasti muokattu antrakinoni johdettuja pieniä molekyylejä, määrittää niiden vaikutukset solujen elinkelpoisuuteen, western blot analyysissä, syöpäsolut ja niiden PARP-1 esto.

tulokset ja keskustelu

Antiproliferative arviointiin valitun pienten molekyylien

edellisessä raportissa ehdotettiin, että rhein voivat aiheuttaa apoptoosin ihmisen promyelosyyttileukemian solut (HL-60), jolle on ominaista kaspaasin aktivaatio, PARP pilkkominen, ja DNA: n fragmentoituminen [38]. Kuten tulemme ymmärtämään yhteyksiä epigeneettiset aseman telomeres, PARP ja pienten molekyylien avaa uusia mahdollisuuksia ymmärrystämme uusien lääkkeiden kehittämiseen syövän hoidossa. Ymmärtäminen toimintatavan antrakinoni-pohjainen syöpälääkkeiden on kasvanut viime vuosina, mutta silti on vielä kesken. Viime vuosina meillä on myös valjastettu useita perheitä telomere kohdistettujen antrakinonin perustuvia farmakoforimalli tuottaa rakenteellisia uutuus ja moninaisuus niiden biologisesti asiaa koskevat tutkimukset. On osoitettu, että tasomainen antrakinonit sitoa kiinni loppuun G-Nelivaiheinen rakenteen läpi π-π pinoaminen vuorovaikutus guaniinin tähteiden [39] – [43]. Se on myös osoittanut, että amido-antrakinoneja ovat yksi parhaista pienten molekyylien moduloimaan DNA-dupleksit ja kvadrupleksien selektiivisyys [44], [45].

seitsemän antrakinoni-johdettu pieniä molekyylejä (NSC746364, NSC746365, NSC746366, NSC747515, NSC747854, NSC749235, ja NSC749232) (kuvio 2) arvioitiin tässä valittiin, koska niillä oli merkittävä sytotoksisuus, joka saavat aikaan aktiivisuutta koko NCI: n 60 paneeli ihmisen kasvaimen solulinjojen, jotka ovat peräisin yhdeksästä syöpäsolutyyppien: NSCLC, paksusuolen syöpä, rintasyöpä syöpä, munasarjasyöpä, leukemia, munuaissyövän, melanooma, eturauhassyöpä, ja CNS: n syövän. On lisäksi näyttöä siitä, että nämä annoksesta riippuvainen inhiboi proliferaatiot kaikissa 60 syöpäsolulinjoissa, sytotoksisuus, ja PARP-1 olivat peräisin esitetyissä kokeissa tässä tutkimuksessa. Lisäksi kaikki nämä seitsemän yhdisteiden valittiin lisäarviointia viidellä annostasolla seulontaan. Tässä tutkimuksessa ne kaikki osoittavat hyvää toimintaa GI

50, TGI ja LC

50 NSCLC solulinjoissa, vastaavasti. Perustuen niiden NCI analyysin, se on arveltu, että nämä lääkkeet saattavat olla potentiaalia olla syöpälääkkeiden ehdokkaita. Tämä tavoitteenaan, päätimme NSCLC ensisijaiseksi painopiste. Vielä NSC747854 on herkempi rinnan, munuais-, ja munasarjojen syöpien NCI: n 60 solulinjaa näyttö (kuva 3). Hyödyntämällä viime rakenteellisia käsityksen NSCLC solulinjoja NCI Drug Screen Program, olemme analysoineet GI

50, TGI ja LC

50, sekä PARP estävä aktiivisuus ja IC

50 keuhkojen syöpäsolu-yliekspressoivia Oct4, Nanog klooni (A3), keuhkosyöpä solulinja (A549) ja normaali fibroblastisolulinjassa (HEL299), tässä järjestyksessä. Edellisessä tulos viittaa siihen, että A549-yli-ilmentävät Oct4 ja Nanog klooni on vastustuskykyisiä syöpälääke, sisplatiini, verrattuna A549 emosoluun [46].

a) rakenne NSC747854. b) antituumorivaikutuksen NSC747854 NCI-60 syöpäsolun linjat, jotka toimitettiin NCI Developmental Therapeutics Program (National Institutes of Health), jotta voidaan testata sen vaikutusta paneelin 60 syöpäsolun linjat johdetaan eri kudoksia ja elimiä. GI

50 at logaritmisella asteikolla laskettiin ja esitetään pylväskaavio. Keskimmäinen viiva kuvaa mediaani 50% kasvua estävän pitoisuuden NSC747854 (

eli

6,92 uM).

Tutkimus koski edistysaskeleet meidän ryhmissä ja tarjotaan keskusteluja joidenkin valittujen anthraquinone- johdettu pieniä molekyylejä, jotka eri luvuista kattaa rakenteen ja aktiivisuuden välisiä suhteita (SAR), biologisia toimintoja ja tietoja, jotka liittyvät biokemiallisia reittejä. Kuitenkin, kun kiehtova profiilit kasvainsolujen kasvun esto, sytotoksisuus, telomeraasi estävää aktiivisuutta ja PARP-inhiboivaa aktiivisuutta alun perin paljastui, että havaittiin, että molekyyli- tavoite olisi selvitetty: nämä pienet molekyyli-suunniteltu telomere kohdistettuja estäjät, jota vaaditaan antituumorivaikutus ja PARP esto kautta tuntematon vaikutusmekanismeja. Tässä tutkimuksessa kuvaamme monitieteellinen todisteita, lähestymistavat ja kokeilut sitoutuneet selvittämiseksi SAR että PARP estävä aktiivisuus Useiden antrakinoni peräisin olevat yhdisteet mahdollisina antitumor tavoitteita. Molekyyli lähestymistapa, näyttöä tuumorin vastainen aktiivisuus ja telomeraasiaktiivisuus on myös saatu ja käsitelty. Jotka esitetään taulukossa 1, seitsemän synteettisen pienten molekyylien tutkittiin antiproliferatiivinen vaikutus ihmisen NSCLC solulinjoja NCI Drug Screen Program. Yhteinen rakenteellinen ominaisuus PARP-1-inhibiittorit on läsnä karboksamidiryhmää kiinnitetty poly-syklinen luuranko. Happiatomin päässä karbonyyliryhmän voi toimii vetysidosakseptorin, ja vetyatomi amidiryhmä toimii vetysidoksen luovuttaja on vetysillalla vuorovaikutus PARP-1 [45]. Se on hiljattain raportoitu, että vasta maissi-muotoinen hydrofobinen -alapaikka ilmenee aktiivisen PARP-1, kun PARP-1-kompleksi yhdistetään PARP-1-estäjät [47]. Suurin osa valitun testiyhdisteitä lisättiin NSCLC linjat; ehkä ne olivat mikro-molaarinen tasolla. Kaikki seitsemän valitut yhdisteet lähes näytteillä huomattava antiproliferatiivisia vaikutuksia A549-soluja, jossa GI

50-arvot hitaalla (taulukko 2). Yhdessä tutkimuksessa, päätimme käyttää näitä seitsemää yhdisteiden tutkimaan tarkemmin sellaisen

in vitro

PARP-1 eston määritys. Ymmärtäminen solukuolemareittejä valikoivaan tappamiseen chemo vastustuskykyisten NSCLC kasvaimia johtaisi tehokkaampia strategioita. Tähän mennessä ei kemoterapia-aineiden on kehitetty, jotka hyödyntävät PARP-1 hyper-aktivointia NSCLC hoitoa. Sen vuoksi on ehdotettu, että inhibitio PARP-1 voi lisätä tehoa DNA: ta vaurioittavien syövän hoitoon. Kuten näissä kumppani pieniä molekyylejä, NSC747854 on kemiallisesti uusi ja biologisesti ainutlaatuinen vaikutusmekanismi ja

in vitro

rakenteessa toimintaa. Tässä tutkimuksessa, esitämme näyttöä siitä NSC747854 hallussaan useita farmakologisesti toivottavia ominaisuuksia, joita sillä on monen log ero malli toiminnan ja ainutlaatuinen toimintamekanismi NCI: n 60 solulinjojen näyttö (kuva 3).

In vitro sytotoksisuus arvioinnissa

edelleen ja yksityiskohtainen arviointi näistä seitsemästä yhdisteistä, käytämme MTT-määritys, kun A549-solut vertailua yhdisteitä 3-AB ja PJ-34, josta tietoja kuvassa 4. IC

50 neljän yhdisteiden (NSC746364, NSC746365, NSC746366 ja NSC749232) olivat välillä 1 ja 10 uM A549-soluja. Mielenkiintoista on, että sytotoksisuus seitsemän yhdisteiden A3 solulinja oli parempi kuin se oli A549-solulinja. Yleisesti ottaen sekä kahden lääkkeen, 3-AB ja PJ-34, osoittavat huonompi sytotoksisuus kuin valittujen yhdisteiden (taulukko 3). Verrattuna A549-solulinja, huomasimme, että määrät PARP-1 ilmentymisen oli merkittävästi lisääntynyt A3 solulinjassa kuvassa 6A. Niinpä otimme A3 solulinja olla meidän solulinjaan perustuvaa huumeiden seulonta alustan. Tulokset osoittivat, että A3-solut kuuden yhdisteiden (lukuun ottamatta NSC746364) olivat herkempiä kuin A549-soluja. Tämä mielenkiintoinen ilmiö esiintyi myös PARP-1-inhibiittorit (3-AB ja PJ-34) (taulukko 3). Base monissa tapauksissa tällaisen tutkimuksen, toivoimme, että uusien lääkkeiden kehittämiseen paitsi lupaa toimittamaan hyvä sytotoksisuus, mutta myös lupaa johtaa ole merkittävää vaikutusta normaaleihin soluihin. Siksi käytimme HEL299 solujen normaalin solulinjoissa; käsittelimme tätä normaalia solulinjaa seitsemän yhdisteiden ja kaksi PARP-1-inhibiittorit, jotta voidaan testata sytotoksisuutta näiden valittujen yhdisteiden ja kaksi PARP-1-inhibiittorit normaaleihin soluihin. IC

50 data MTT määritysten näistä yhdisteistä on esitetty kuviossa 5. sytotoksisia vaikutuksia seitsemän yhdisteet olivat hieman parempi Oct-4- ja Nanog-yliekspressoitu A549 kloonin (A3) ja syöpäsoluja kuin normaaleissa soluissa. Aikaisemmat tutkimus oli vahvistanut Oct-4- ja Nanog-yliekspressoitu A549 klooni (klooni # 3, A3), ja tämä A3 adenocarcinomal solulinjan esitteli ominaisuuksia syövän kantasolujen kaltaisia ​​soluja ja epiteelin mesenkyymisoluyhteisviljelmissä transdifferentiation sekä metastaattisen kyvyn [46 ], [48]. Tulokset Western blot osoittaa, että tämä A3-solulinja ilmentyy voimakkaasti PARP-1, mutta ei vanhempien A549 ja HEL299 soluja (kuvio. 6B). Tärkeää on, lisäksi, A3-A549-solulinja endogeenisesti esittää korkean ekspressiotasot CD133 (syövän kantasolujen merkkiaine) ja ABCB1 sekä ABCG5 (lääkeresistentin geenejä), verrattuna emo-A549-soluja [46], [48]. Tässä tutkimuksessa tulokset Western blot osoittaa, että tämä A3-solulinja ilmentyy voimakkaasti PARP-1, mutta ei vanhempien A549 ja HEL299 soluja (kuvio 6). Kuviossa 6c, tiedot osoittivat, että A3-klooni voi merkittävästi muodostaa kasvain-aloilla on seerumivapaassa väliaineessa bFGF ja EGF (10 ng /ml). Lisäksi tulokset alalla muodostumisen ja solujen elinkelpoisuuden määrityksessä osoitti, että yhdisteet NSC747854, NSC749232, ja NSC749235 käsitellyissä A3 klooni voidaan tehokkaasti estää alalla muodostumista ja estävät solujen kasvua in vitro (kuvio 6D ja 6E). Erityisesti, käyttämällä kvantitatiivista RT-PCR: llä, olemme osoittaneet, että yhdisteet, joilla on NSC747854, NSC749232, ja NSC749235 voi estää ekspressiotasot PARP-1 käsitellyissä A3-soluissa (kuvio 6F). Sen jälkeen, kun A3, A549 ja HEL299 soluja käsiteltiin yhdisteillä, vertasimme eloonjäämisaste vastaavasti välillä A549-solulinjan ja HEL299 solulinja käyttämällä pariton kaksisuuntainen t-testi, joka NSC749232 oli merkittävä ero. Verrattuna A3 solulinjaan, NSC747854, NSC749232 ja NSC749235 oli merkittävästi erilainen eloonjäämisprosentti kuin HEL299 solulinjaan. Huomattavasti, 3-AB ja PJ-34 olisi myös suhteellisen haitallinen normaali fibroblastisolulinja (HEL299) tässä tutkimuksessa. Tulokset viittaavat siihen, että NSC747854 ei vaikuta kasvua ja yleistä transkriptiota normaalien solujen. Lisäksi NSC747854 ja muut valitut antrakinoni johdetut pienet molekyylit ovat yleensä tehokkaampia kuin 3-AB ja PJ-34. Se oli ensimmäinen raportoitu, että antrakinoni analogit ovat voimakkaita ihmisen PARP-inhibiittorit. Yhdessä Tässä esitetyt tiedot laajentaa käsityksen PARP-inhibiittorit ja tukea resursseja vaativa lyijy optimointi rakenteeltaan samankaltaisten pienten molekyylien ihmisen syövän hoidossa. IC

50 data MTT määritysten näistä yhdisteistä on esitetty kuviossa 5.

Solujen elinkelpoisuus arvot ilmaistaan ​​suhteessa niihin kuoppiin, joissa erilaisia ​​yhdisteitä ei lisätty (100% vertailuarvosta). Kukin piste edustaa keskiarvoa ± SD vähintään kolmen itsenäisen kokeen.

Arvot edustavat keskimäärin vähintään kolmen erillisen kokeen.

a) Verrattuna ilmentymistä siivous proteiinin β-tubuliinia, laajuus PARP-1: A3-solut arvioitiin olevan enemmän kuin A549 ja HEL299 soluja. b) Morfologia A3 soluja viljeltiin 10% seerumia-sisälsivät väliaineessa. c) Alle seerumitonta bFGF ja EGF (10 ng /ml) kulttuuri, kasvain pallo muodostumista (nuolet) A3-solujen havaittiin (bar = 60 pm). Yhdisteet NSC747854, NSC749232, ja NSC749235 laski d) solujen elinkelpoisuus, e) estävät alalla muodostumista, ja f) estävät mRNA: n ilmentymisen tasot Parp1 hoidetuissa A3-soluissa. Jokainen piste edustaa keskiarvoja ± SD vähintään kolmen itsenäisen kokeen.

Myös nykyinen työ osoittaa, että IC

50 näiden valittujen seitsemän yhdisteitä vastaan ​​kaksi syöpäsoluja oli pienempi kuin PARP-1-estäjä. Useimmat näistä valittujen yhdisteiden puuttui myrkyllisyys kohti normaaleja fibroblasteja. Valaisemiseksi SAR ja

in vitro

syövän vastaista aktiivisuutta, me korreloivat toimintansa profiilin (GI

50, TGI ja LC

50) seulontaan järjestelmään ja myös niiden vaikutukset solujen planktonin kasvu, sytotoksisuus ja PARP-1 estäviä vaikutuksia.

PARP estävä arviointiin valitun pienten molekyylien

Tähän mennessä useita perheitä yhdisteitä on kehitetty ja niiden PARP-aktiivisuuden ja sytotoksisuuden on tutkittu laajasti. Yhdessä nämä tulokset viittaavat siihen, että syövän potentiaalit antrakinoni-johdettujen pieniä molekyylejä vastaan ​​solupohjaiset ovat, ainakin osittain, johtuvan sen syövän vaikutukset ja PARP inhiboivaa aktiivisuutta. Ainutlaatuinen molekyylien karakterisointia, sytotoksisuus ja telomeraasiaktiivisuutta profiilit aihetta lisätutkimuksia ja osoittaisi mahdollisen uuden mekanismin syöpälääkitykseen toiminnan mukana. Pienet molekyylit, jotka moduloivat PARP-1 estävä todennäköisesti antaa uusia oivalluksia sääntelyn tämän avaimen kehityskulku ja lopulta tarjota alan mahdollisten uusien lääkeaineita, kuten syöpälääkkeet. Vaikka monet lääkekehityksen ohjelmia seulontaan uusia pienimolekyylisiä PARP-1-inhibiittorit, sopivaa ehdokasta ole vielä havaittu olevan tarpeeksi voimakkaita ja spesifisiä estäjiä. Tämän seurauksena olemme havainneet, että annoksesta riippuvainen mahdollisten PARP-1-estäjä NSC747854 oli ainoa yhdiste, joka seuraa kaikkia edellä mainitut edellytykset.

Käytimme histoni-päällystetty 96-kuoppalevylle, käsiteltiin seitsemän oletetun PARP- 1-estäjien tai tunnettujen PARP-1-inhibiittorit (3-AB), ja sitten lisättiin PARP-entsyymin kuhunkin kuoppaan. PARP katalysoi NAD-riippuvainen lisäys poly (ADP-riboosi) ja histoni ja laimennettiin Strp-HRP voi sitoutua PARylation histoni. TACS-Sapphire ™ tuotti sininen alla HRP olemassaolon. Jotta systemaattisesti arvioitava mahdollisuudet syövän vastaista aktiivisuutta, yhdisteet testattiin niiden sytotoksisuus

in vitro

vastaan ​​60 ihmisen syövän rivit NCI syöpälääke näyttö sekä annosvastekäyrät ja telomeraasiaktiivisuuteen. Solujen kasvua analysoitiin MTT-määrityksellä, jossa erot annos-vaste-käyrät analysoitiin ei-parametrisesti. Telomeraasiaktiivisuus havaitaan muokattu versio PCR: ään perustuva määritys ja TRAP-määritys [31]. NSC746364, NSC746365 ja NSC746366 ovat rakenteellisesti 2,7- diamidoanthraquinone johdannaiset; NSC747515, NSC747854 ja NSC749235 ovat 1,2-heteroannelated antrakinonijohdannaiset, NSC749232 on epäsymmetrinen 1,2-diamidoanthraquinone johdannainen, verrattuna muihin kliinisesti käytettyjen syöpälääkkeiden ja ovat esillä ainutlaatuinen sytotoksisuus on PARP-1 high-ilmaistuna solulinja, A3 . Koska PARP on tärkeä osa syövistä, olemme kiinnostuneita tutkittaessa vaikutuksia näiden yhdisteiden PARP-aktiivisuutta, joten paljasti potentiaalinen PARP-inhibiittorin erilaisten testausnäkökulmien. Kuten kuviossa 7 on esitetty, 3-AB, PARP-inhiboiva vaikutus käyttäytyi annoksesta riippuvalla tavalla. PARP estovaikutus seitsemän yhdisteiden paljasti, että NSC746364, NSC746366 ja NSC749232 esto PARP-entsyymin lisäys yhdessä pitoisuus nousu 0,1 ja 1 uM. Kuitenkin PARP estovaikutusta ei ollut eroa 1 ja 10 uM. Kuten edellä on kuvattu, NSC746364, NSC746366 ja NSC749232 osoittavat annosvasteen vain pieninä pitoisuuksina. NSC746364 ja NSC746366 osoitti PARP estävä vaikutus 56% ja 47%, vastaavasti. NSC747515 oli samanlainen PARP estävä vaikutus on 0,1, 1 ja 10 uM. NSC747854 oli annoksesta riippuvainen PARP estävä tavoilla kolmella eri pitoisuuksina, ja saavutti suurin inhiboiva vaikutus 86%: iin 10 uM (taulukko 4). Farmakodynaamiset tutkimukset PARP-1-estäjä, kuten 3-AB, osoitti annoksesta riippuvaa inhibitio PARP-aktiivisuutta perifeerisen veren mononukleaarisissa soluissa. Kohti tätä varten NSC747854 osoitti maksimi estävä vaikutus annoksesta riippuvalla PARP estävä tavalla. Siksi NSC747854 voi olla voimakkain PARP pienmolekyylisalpaajakandidaatin seuranneen kaikki edellä mainitut kriteerit. Tässä tutkimuksessa jatkoimme keskittää huomiomme roolia NSC747854 ja ymmärtää perusteella farmakoforin valikoivuus. Erityisen huomattava on merkittävä ero näiden valittujen yhdisteiden, verrattiin 3-AB ja PJ-34. Mielenkiintoista on, että useimmat näistä valitaan yhdisteet sisältävät ainutlaatuisen amiinia yhdestä kolmeen hiili- tilaan liitosryhmiä, jotka voisivat tarjota rakenteellinen perusta eroja tehokkuudessa näiden ja muiden PARP-1-estäjät. Yleisesti rakenne-aktiivisuuden kannalta, trisyklisiä tasomainen antrakinoni osoitettu, että rakenteelliset vaihtelut voivat aiheuttaa merkittäviä muutoksia spesifisyys ja voimakkuus osalta syövän vastaista aktiivisuutta. Elektroni-rikas aromaattinen rengas, mukaan lukien karboksamidiryhmää, pitäisi olla vähintään vetyatomin amidityppi [47]. Amidiniumkloridin osan tiedetään vakauttamista DNA tunnistuselementtinä elektrostaattiset ja vety liimaus vuorovaikutusta [49]. Näin ollen, vetysidoksia käytetään usein tunnustamista osia, koska niiden aikaan ja myös, koska on houkutteleva tekijöiden biologista aktiivisuutta (kuvio 1) [50]. Monet lääkeaineluokkaa on merkittäviä kaarevuus, korkea DNA affiniteetti sitoutuminen alaikäisen-ura tai suuria-ura, häiriöitä DNA-liittyviä entsyymejä (esim telomeraasi-), ja Poly (ADP-riboosi) polymeraasin, PARP. Sitoutumisaffiniteetit ja erityispiirteet havaittu viittaavat siihen, että sisällyttäminen eri osien johtaa aineisiin, jotka ovat vuorovaikutuksessa PARP tavoitteita. Tämä lähestymistapa suuresti laajentaa hyödyllisyys Substituenttien ja liittyvät farmakoforimalli rakentamiseen yleensä huumeita. Siksi on toivottavaa suunnitella PARP-inhibiittorit mukaisesti eri syöpälääkkeiden parametreja. Se oli ensimmäinen raportoitu, että antrakinoni analogit ovat voimakkaita ihmisen PARP-inhibiittorit.

3-AB: lla oli annoksesta riippuvaa PARP inhiboivia vaikutuksia, ja ilmeisin annoksesta riippuvaa PARP estävän vaikutuksen seitsemän PARP inhibiittori ehdokkaiden NSC747854. 0.1 ja 1 uM, PARP estävä vaikutus NSC746364, NSC746366 ja NSC749232 lisääntyi mukana pitoisuus kasvoi, mutta 1 ja 10 uM, PARP estävä vaikutus ei ollut merkittävää eroa.

jälkeen osoittavat toiveikas seuraa useita prekliinisissä tutkimuksissa, kaksi bentso [c] fenantridiini johdannaiset: dihydronitidine (DHN), nitidiini (NTD) on osoitettu selektiivinen sytotoksisuus [51], [52]. PJ-34, oli lupaavin pienimolekyylisiä ja myös tehokkaasti estänyt MDA-231 ja keuhkosyövän soluja H1299 aiheuttamatta havaittavia toksisia vaikutuksia normaaleissa ihmisen lisääntyvät solut [23]. Voisimme tietää, että fenantreenin-johdannaisten tärkeä rooli alalla PARP-inhibiittorit ja valitse ihmisen syöpäsoluja. Johtopäätöksenä tiedot tässä artikkelissa osoittavat, että yhdisteillä on voimakas ja ero

in vitro

tehoavan NSCLC-solujen ja erityisesti PARP-1 korkea ilmaisi syöpäsolujen verrattuna normaaliin fibroblastisoluja aikana näissä kokeissa. Perusteella näiden farmakologisesti toivottavia ominaisuuksia ja laaja kirjo

in vitro

indeksi aktiivisuuden (GI

50, TGI ja LC

50) raportoitu, NSC747854 parhaillaan yksityiskohtaisempi prekliinisen farmakologian ja toksikologiset tutkimukset kautta laboratoriossamme. Yhdessä nämä tutkimukset osoittavat, että antrakinoni johdettuja pienet molekyylit voivat aiheuttaa farmakologiset ja biokemialliset ominaisuudet PARP-1 esto. Tuloksemme selvästi ulottuu biologisen todisteita käyttämät seitsemän valittujen yhdisteiden. Sikäli kuin tiedämme, antrakinoneja ole koskaan raportoitu aiheuttavan PARP-1 esto. Kokonaisuutena tutkimuksemme tukevat päätelmää, että testattu molekyylit NSC747854 oli yhteinen tavoite telomeraasi- ja PARP, jotka voivat olla uusi vähemmän myrkyllisiä modality syövän hoidossa. PARP-1-estäjän käyttöä syövän on korkean profiilin kysymys tänään. Korkea-ilmaisi PARP-1 on tuonti kestävä mekanismi. Tutkimuksessamme olemme havainneet, että on olemassa suuri PARP-1 ilmentymisen A3 solulinjassa, joka voi myös hyödyntää lääkeaineen seulomiseksi PARP-1-estäjät. Koska osa jatkuvaa etsiä uusia, voimakkaita ja solun läpäisevä tämän entsyymin estäjät, ylimääräinen antrakinoni johdettuja analogeja NSC747854 tutki myös. Alustavat mekaaniset tutkimukset, mukaan lukien vaikutus PARP-1 esto polkuja ja sytotoksisuutta, oli siis tehty, jotta paljastaa yksityiskohtaisemman kuvan mahdollisia kohteita. Lisäksi arviointi raportoidaan lähitulevaisuudessa.

Materiaalit ja menetelmät

Suunnittelu ja synteesi kemiallisten yhdisteiden

aiemmin raportoitu joitakin mahdollisia uusien pienten molekyylien syöpää aineet [17] – [26]. Yksityiskohdat synteesi ja kemiallinen karakterisointi NSC746364, NSC746365, NSC746366, NSC747515, NSC747854, NSC749235, ja NSC749232 on kuvattu aikaisemmin erillisessä raportissa ja niin on joitakin uusia synteettisiä johdannaisia ​​meidän laboratoriossa. Yhdisteitä, kuten tässä kuvatuista, jotka ovat vuorovaikutuksessa valikoivasti NCI Developmental Therapeutics Program n

in vitro

60 solulinjoissa seuloa ja estävät telomeraasin, ovat potentiaalisesti käyttökelpoisia inhibiittoreina solujen lisääntymisen, jotka vaativat telomeraasin säilyttää telomeeripituuden jatkuvaa kasvuun.

Evaluation of antrakinoni johdettujen pieniä molekyylejä vastaan ​​NCI-60 paneeli tuumorisolulinjaa in vitro ja yhteenveto esitutkimus

Tämän alustavan seulonnan, seitsemän valitut yhdisteet jätettiin National Cancer Institute (NCI) solulinjat seuloa arvioida niiden syövän vastaista aktiivisuutta [53]. Vuodesta data-analyysi, tästä seuraa, että noin 95% aktiivista ainetta 60-solulinjoista näyttö voidaan tunnistaa. Yksityiskohtaiset käytetyt menetelmät 60 solulinjoja paneeli on kuvattu muualla [54] – [59]. Lyhyesti, solun tasot määritettiin 48 tunnin kuluttua lääkkeen altistumista SRB kolorimetrisesti. Kautta käyttämällä aika nolla solukontrolli, solujen kasvu voidaan määrittää kullekin solulinjan jolloin laskelmat GI

50, TGI ja LC

50. Vertailu levyt eivät altistu huumeiden sallii määrittämiseen keskittymistä ja ajat altistumisen annetaan GI

50, TGI ja LC

50. Nämä tiedot piirretään sitten keskiarvona pylväskuvaajia ja annos-vaste-käyrät. Näillä kriteereillä, seitsemän yhdisteitä raportoitu meidän yhdisteistä pankki olivat kaikki aktiivisia ja eteenpäin arviointia varten koko paneelin 60 ihmisen tuumorisolulinjaa. Paneeli on jaettu yhdeksään alapaneeleille edustavat erilaisia ​​histologia: leukemia, melanooma, ja keuhko-, paksusuoli-, munuais-, munasarja-, rinta-, eturauhas-, ja keskushermostossa.

Soluviljely

Ei-pienisoluinen keuhkosyöpä solut A549 ja Oct-4 ja Nanog-yliekspressoitu A549 klooni (klooni # 3, A3) esitteli ominaisuuksia syövän kantasolujen kaltaisia ​​soluja, sekä epiteelin mesenkyymisoluyhteisviljelmissä transdifferentiation mukaan edellisessä tutkimuksessa [46].