Úvod: Komplexy cyklin-dependentních kináz (CDK) s cyklinem spouští různá stadia buněčného cyklu eukaryotické buňky tím, že fosforylují specifické cílové proteiny. Syntetické inhibitory cyklin-dependentních kináz (CDKI) jako je olomoucin (OC), bohemin (BOH), R-roskovitin (ROSC, seliciclib, CYC202) atd., jsou typickými představiteli léčiv, které můžeme využít ke kontrole buněčné proliferace a ke klinické léčbě nádorů. Účel studie: Záměrem studie bylo stanovit cytotoxickou aktivitu syntetického CDKI boheminu na lidských primárních nádorových buňkách a porovnat ji s klasickými protinádorovými léčivy. Metody: Nádorové buňky byly získány gradientovou centrifugací po mechanickém rozmělnění vzorku tumoru a natrávení enzymy. Nádorová populace byla inkubována se vzestupnou koncentrací BOH a tradičních protinádorových léčiv s cílem zjistit koncentraci cytostatika, jež usmrtí 50 % nádorové populace (TCS50). Hodnoty TCS50 byly vzájemně korelovány pro zjištění podobnosti/rozdílu v mechanizmu účinku a/nebo lékové rezistence. Výsledky: V průběhu studie bylo úspěšně vyšetřeno 112 nádorů různého histogenetického původu. Naše studie naznačuje tendenci vyšší senzitivity maligních ve srovnání s benigními tumory (20.94/51.57 µM, p = 0.162). Hodnota mediánu TCS50 pro BOH u hematologických/solidních nádorů (16.7/23.05 µM) poukazuje na vyšší sensitivitu hematologických malignit (p = 0,0159). Závěr: Pouze 20 pacientů se ukázalo rezistentních vůči BOH ve srovnání s tradičními protinádorovými léčivy. Porovnání mechanizmu účinku/rezistence s ostatními cytostatiky prokázalo: 1. asociaci in vitro účinnosti BOH s účinností antimetabolitů pravděpodobně v důsledku společného mechanizmu rezistence s ohledem na jejich strukturální podobnost, 2. korelaci efektivity BOH s látkami vyvolávající DNA poškození (topotekan, cisplatina, daunorubicin, mitoxantron) a/nebo inhibitory RNA transkripce (aktinomycin D), která zjevně souvisí s inhibicí DNA reparace a aktivační fosforylace RNA polymerázy II cyklin-dependentními kinázami 7 a 9, které jsou BOH přímo inhibovány.

Background: Cyclin dependent kinases complexed with cyclins trigger eukaryotic cell cycle proliferation by phosphorylation of specific target protein. Synthetic inhibitors of cyclin dependent kinases (CDKIs) as olomoucine (OC), bohemine (BOH), R-roscovitine (ROSC, seliciclib, CYC202) etc., are typical representatives of drugs, which can be used for control of cellular proliferation and clinical treatment of tumours. Aim: The purpose of this study was to assess the cytotoxic activity of the synthetic CDKI, bohemine, on human primary tumour cells and compare its potency with classic anti-cancer drugs. Methods: Malignant cells were isolated, after mechanical and enzymatic digestion of tumour tissues, by gradient centrifugation. The cells were then incubated with ascendant concentrations of BOH or classical anti-cancer drugs in order to determine the concentrations lethal to 50 % of tumour cells (TCS50). TCS50 values were then mutually correlated in order to determine similarities/dissimilarities in the mechanism of action and/or drug resistance. Results: In the course of study we have successfully analyzed 112 primary tumour samples for drug sensitivity to BOH. Our study showed a tendency for a higher sensitivity of the malignant versus the benignant tumours (20.94/51.57 µM, p = 0.162). The median value of BOH TCS50 in haematological/solid tumours (16.7/23.05 μM) indicates higher sensitivity of haematological malignancies (p = 0.0159). Conclusion: There were only 20 BOH resistant patients compared to the resistance of classical anti-cancer drugs. Comparison of mechanism of action/resistance with other anti-cancer drugs revealed: 1. an association of BOH activity with antimetabolites, probably signifying common mechanisms of resistance due to their structural similarity, 2. a correlation of efficiency of BOH with drugs targeting RNA transcription (actinomycin D) and/or compounds causing DNA damage (topotecan, cisplatin, daunorubicin, mitoxantrone), which is evidently connected with BOH mediated inhibition of DNA repair and/or activating fosforylation of RNA polymerase II mediated by CDK7 and CDK9.

Laboratoř experimentální medicíny Dětská klinika LF UP a FN Olomouc

Bohemine in vitro cytotoxic activity in primary tumour cells

Cytotoxická aktivita boheminu in vitro na primárních nádorových buňkách = Bohemine in vitro cytotoxic activity in primary tumour cells /

Bohemine in vitro cytotoxic activity in primary tumour cells /

Lit. 25