We tested the role of substituents at the C3' and C3'N positions of the taxane molecule to identify taxane derivatives capable of overcoming acquired resistance to paclitaxel. Paclitaxel-resistant sublines SK-BR-3/PacR and MCF-7/PacR as well as the original paclitaxel-sensitive breast cancer cell lines SK-BR-3 and MCF-7 were used for testing. Increased expression of the ABCB1 transporter was found to be involved in the acquired resistance. We tested three groups of taxane derivatives: (1) phenyl group at both C3' and C3'N positions, (2) one phenyl at one of the C3' and C3'N positions and a non-aromatic group at the second position, (3) a non-aromatic group at both C3' and C3'N positions. We found that the presence of phenyl groups at both C3' and C3'N positions is associated with low capability of overcoming acquired paclitaxel resistance compared to taxanes containing at least one non-aromatic substituent at the C3' and C3'N positions. The increase in the ATPase activity of ABCB1 transporter after the application of taxanes from the first group was found to be somewhat higher than after the application of taxanes from the third group. Molecular docking studies demonstrated that the docking score was the lowest, i.e. the highest binding affinity, for taxanes from the first group. It was intermediate for taxanes from the second group, and the highest for taxanes from the third group. We conclude that at least one non-aromatic group at the C3' and C3'N positions of the taxane structure, resulting in reduced affinity to the ABCB1 transporter, brings about high capability of taxane to overcome acquired resistance of breast cancer cells to paclitaxel, due to less efficient transport of the taxane compound out of the cancer cells.
- MeSH
- ABC transportéry genetika metabolismus MeSH
- antitumorózní látky fytogenní * chemie metabolismus farmakologie MeSH
- biologický transport MeSH
- chemorezistence * genetika MeSH
- lidé MeSH
- MFC-7 buňky MeSH
- molekulární struktura MeSH
- nádory prsu * farmakoterapie genetika metabolismus patologie MeSH
- paclitaxel * chemie metabolismus farmakologie MeSH
- proliferace buněk účinky léků MeSH
- proteiny spojené s mnohočetnou rezistencí k lékům genetika metabolismus MeSH
- simulace molekulového dockingu MeSH
- vazba proteinů MeSH
- viabilita buněk účinky léků MeSH
- vztah mezi dávkou a účinkem léčiva MeSH
- vztahy mezi strukturou a aktivitou MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- Research Support, N.I.H., Extramural MeSH
- srovnávací studie MeSH
We have investigated the effect of 13 flavonoid derivatives on [(14)C]paclitaxel transport in two human breast cancer cell lines, the adriamycin-resistant NCI/ADR-RES and sensitive MDA-MB-435. For this study, we selected representatives of aurones, chalcones, flavones, flavonols, chromones, and isoflavones with known binding affinity toward nucleotide-binding domain (NBD2) of P-glycoprotein and for which no reported work is available regarding paclitaxel transport. Aurones CB-284, CB-285, CB-287, and ML-50 most effectively inhibited P-gp related transport in the resistant line in comparison with chalcones, flavones, flavonols, chromones, and isoflavone derivatives and accordingly increased the accumulation of [(14)C]paclitaxel and decreased its efflux. Those agents efficiently modulated paclitaxel transport in P-gp highly expressing resistant human breast cancer cells and they could increase the efficiency of chemotherapy in paclitaxel-resistant tumors. In contrast, the sensitive cell line responded reversely in that CB-284, CB-285, CB-287, and ML-50 significantly inhibited accumulation of [(14)C]paclitaxel and especially CB-287, which significantly stimulated its efflux. Some, but not all, of the data correlated with the binding of flavonoid derivatives to P-gp, and indicated that even in the P-gp highly expressing NCI/ADR-RES cells, the binding was not the only factor influencing the transport of [(14)C]paclitaxel. Opposite effects of flavonoid derivatives on the P-gp highly expressing and MDA-MB-435 non-expressing cell lines indicate that paclitaxel is not only transported by P-gp and let us assume that Mrp2 or ABCC5 seem to be good transport-candidates in these cells. The inhibition of paclitaxel accumulation and stimulation of its efflux are potentially unfavorable for drug therapy and since they could be due to modulation of drug transporters other than P-gp, their expression in tumors is of great significance for efficient chemotherapy.
- MeSH
- antitumorózní látky fytogenní metabolismus MeSH
- biologický transport účinky léků MeSH
- financování organizované MeSH
- flavonoidy farmakologie chemie MeSH
- lidé MeSH
- nádorové buněčné linie MeSH
- nádory prsu metabolismus MeSH
- P-glykoprotein metabolismus účinky léků MeSH
- paclitaxel metabolismus MeSH
- terciární struktura proteinů účinky záření MeSH
- vztahy mezi strukturou a aktivitou MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- MeSH
- antitumorózní látky fytogenní metabolismus MeSH
- finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
- jaterní mikrozomy enzymologie MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- mladiství MeSH
- paclitaxel analogy a deriváty metabolismus MeSH
- prasata MeSH
- systém (enzymů) cytochromů P-450 MeSH
- taxoidy metabolismus MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- mladiství MeSH
- zvířata MeSH
- MeSH
- antioxidancia farmakologie MeSH
- antitumorózní látky fytogenní metabolismus MeSH
- fenoly farmakologie MeSH
- finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
- jaterní mikrozomy metabolismus MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- lidé MeSH
- paclitaxel metabolismus MeSH
- techniky in vitro MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- srovnávací studie MeSH
- MeSH
- ascites etiologie MeSH
- biologické modely MeSH
- fixní kombinace léků farmakologie MeSH
- interleukin-2 MeSH
- myši MeSH
- paclitaxel farmakokinetika metabolismus MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- myši MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- srovnávací studie MeSH
- MeSH
- antitumorózní látky chemie metabolismus MeSH
- biotransformace MeSH
- cyklofosfamid metabolismus MeSH
- finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
- inhibitory enzymů MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- paclitaxel analogy a deriváty metabolismus MeSH
- systém (enzymů) cytochromů P-450 MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- zvířata MeSH
- MeSH
- antikarcinogenní látky analýza farmakokinetika chemie MeSH
- biotransformace účinky léků MeSH
- paclitaxel analogy a deriváty chemie metabolismus MeSH
- přemostěné cyklické sloučeniny farmakokinetika chemie metabolismus MeSH
- protokoly antitumorózní kombinované chemoterapie terapeutické užití MeSH
- protoonkogenní proteiny c-mos MeSH
- systém (enzymů) cytochromů P-450 MeSH
- MeSH
- cyklofosfamid farmakologie metabolismus MeSH
- dimethylsulfoxid farmakologie MeSH
- fluorescenční mikroskopie MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- nádorové buňky kultivované MeSH
- paclitaxel aplikace a dávkování farmakologie metabolismus MeSH
- systém (enzymů) cytochromů P-450 fyziologie MeSH
- techniky in vitro MeSH
- vztah mezi dávkou a účinkem léčiva MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- zvířata MeSH
Použití izolovaných lidských hepatocytů se stalo jedním z nejpřitažlivějších experimentálníchpřístupů ke studiu specifických metabolických funkcí lidských jater, interakcí mezi jaternímibuňkami a infekčními agens, metabolizmu a farmakotoxicity léčiv. Zejména model jejich primár-ních kultur je vhodný in vitro systém ke sledování specifických mechanizmů za kontrolovanýchpodmínek. V článku jsou diskutovány legislativní a etické otázky týkající se odběru lidskéhojaterního materiálu, popsány současné techniky pro izolaci, uchovávání a kultivaci lidských hepa-tocytů. Na příkladu taxolu jsou ukázány rozdílné výsledky biotransformace tohoto cytostatikazískané na modelu lidského a potkaního hepatocytu.
Isolated human hepatocytes have become one of the most attractive experimental approaches to thestudy of the specific metabolic functions of the human liver, interactions between liver cells andinfectious agents, and metabolism and pharmacotoxicity of drugs. Particularly the primary cellculture model provides an in vitro system for investigating specific mechanisms in a preciselycontrolled conditions. In the present paper the legislative and ethical problems concerning availa-bility of human liver samples, techniques developed for isolation, preservation and cultivation ofhepatocytes are discussed. In addition, a comparison of human and rat hepatocyte models in thestudy of the metabolism and cytotoxicity of taxol is reviewed.
