velikost textu

Studium možností farmakologické ochrany srdečních buněk před oxidačním stresem a antracyklinovými cytostatiky

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Studium možností farmakologické ochrany srdečních buněk před oxidačním stresem a antracyklinovými cytostatiky
Název v angličtině:
Study of potential pharmacological protection of cardiac cells against oxidative stress and antracycline anticancer drugs
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Hana Jansová
Školitel:
Doc. PharmDr. Tomáš Šimůnek, Ph.D.
Oponenti:
Prof.MUDr. Radomír Hrdina, CSc.
PharmDr. Daniel Jun, Ph.D.
Konzultant:
RNDr. Pavlína Hašková, Ph.D.
Id práce:
116502
Fakulta:
Farmaceutická fakulta v Hradci Králové (FaF)
Pracoviště:
Katedra biochemických věd (16-16160)
Program studia:
Biochemie (P1406)
Obor studia:
Patobiochemie a xenobiochemie (DPX4)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
29. 6. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Informace o neveřejnosti:
Příloha práce byla vyloučena ze zveřejnění.
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
ABSTRAKT UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE FARMACEUTICKÁ FAKULTA V HRADCI KRÁLOVÉ KATEDRA BIOCHEMICKÝCH VĚD Kandidát: Mgr. Hana Jansová Vedoucí práce: Doc. PharmDr. Tomáš Šimůnek, Ph.D. Název disertační práce: STUDIUM MOŽNOSTÍ FARMAKOLOGICKÉ OCHRANY SRDEČNÍCH BUNĚK PŘED OXIDAČNÍM STRESEM A ANTRACYKLINOVÝMI CYTOSTATIKY I když je rozvoj kardiovaskulárních onemocnění spojen s mnoha rizikovými faktory, předpokládá se, že v mnoha z nich hraje důležitou roli oxidační stres. K jeho vzniku může přispívat i produkce volných radikálů katalyzovaná volnými ionty železa, při které je tvořen velmi reaktivní a toxický hydroxylový radikál. Možnou strategií bránící propagaci oxidačního stresu může být chelatace volného železa. Použití klasických chelátorů železa u patologických stavů bez přetížení organismu železem může být ale spojeno s rizikem toxicity v důsledku deplece železa. Z tohoto důvodu se tato práce zabývá nejen studiem kardioprotektivních vlastností chelátorů železa, ale také od nich odvozených prochelátorů. V této práci jsme se věnovali prochelátorům železa, které nemají téměř žádnou afinitu k iontům železa, dokud nejsou aktivovány v patologických podmínkách oxidačního stresu. Dlouhou dobu se předpokládalo, že oxidační stres je i hlavní příčinou antracyklinové kardiotoxicity, avšak nedávné studie se od této teorie odvrací. V druhé části této práce jsme se proto zaměřili na studium možností farmakologické protekce u antracyklinové kardiotoxicity pomocí katalytických inhibitorů topoisomerasy II a látek poskytujících oxid dusnatý a určení jejich vlivu na antiproliferační účinnost antracyklinů. Studované chelátory železa byly účinné u oxidačního poškození kardiomyocytů, avšak byla u nich stanovena dávkově závislá toxicita způsobená deplecí železa. Nejvýhodnější poměr protektivního účinku a vlastní toxicity vykázal chelátor salicylaldehydisonikotinoylhydrazon (SIH). Z hodnocených prochelátorů železa pak byl nejvýhodnější prochelátor s boronylovou chránící skupinou odvozený od SIH, BSIH. Nebyla u něj pozorována téměř žádná vlastní toxicita ani v dlouhodobých experimentech a navíc významně bránil oxidačnímu poškození kardiomyocytů. Zjistili jsme, že BSIH je stabilní látkou, avšak po aktivaci na chelatačně účinný SIH, dochází k rychlému rozkladu této molekuly. Hlavním rozkladným produktem je salicylaldehyd, který si zachovává významné chelatační a tím i protektivní vlastnosti. Prochelátor železa BSIH je tudíž velmi nadějnou látkou vhodnou pro další hodnocení. V další části této práce jsme se snažili přispět k objasnění mechanismů vedoucích k rozvoji antracyklinové kardiotoxicity a studiu možností farmakologické kardioprotekce. Nebyly jednoznačně potvrzeny kardioprotektivní vlastnosti látek zvyšujících hladiny oxidu dusnatého - anorganických dusičnanů či dusitanů i molsidominu. Molsidomin působil ve vysokých koncentracích rozklad antracyklinů, naopak v nízkých koncentracích zesiloval jejich antiproliferační efekt. Dále jsme se pak zabývali kardioprotektivním účinkem katalytického inhibitoru topoisomerasy II, dexrazoxanu a zjistili jsme, že další katalytické inhibitory topoisomerasy II brání poškození izolovaných kardiomyocytů navozenému antracykliny a zároveň zesilují antiproliferační efekt antracyklinů. Naše výsledky proto potvrzují recentní teorii, že kardioprotektivní účinek dexrazoxanu je způsoben spíše inhibicí topoisomerasy IIβ v kardiomyocytech než chelatací železa.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT CHARLES UNIVERSITY IN PRAGUE FACULTY OF PHARMACY IN HRADEC KRÁLOVÉ DEPARTMENT OF BIOCHEMICAL SCIENCES Candidate: Mgr. Hana Jansová Supervisor: Doc. PharmDr. Tomáš Šimůnek, Ph.D. Title of Doctoral Thesis: STUDY OF POTENTIAL PHARMACOLOGICAL PROTECTION OF CARDIAC CELLS AGAINST OXIDATIVE STRESS AND ANTRACYCLINE ANTICANCER DRUGS Development of cardiovascular disorders is associated with various risk factors and oxidative stress plays an important role in many of them. Iron-catalysed production of highly toxic and reactive hydroxyl radicals may contribute to oxidative stress. Chelation of free iron seems to be a promising strategy to prevent the propagation of oxidative stress. However, the use of classic iron chelators in pathological conditions without iron overload is associated with the risk of toxicity due to the iron depletion. Hence, this study deals with cardioprotective properties of iron chelators as well as prochelators derived from them. We focused on prochelators with almost no affinity for iron ions until they are activated under disease-specific oxidative stress conditions. For a long time, it has been assumed that oxidative stress is also the main denominator in an anthracycline-induced cardiotoxicity. However, the previous studies suggested alternative mechanism(s). Therefore in the second part of this work, we focused on studying the possibilities of pharmacological protection of anthracycline cardiotoxicity using a catalytic inhibitors of topoisomerase II and compounds providing nitric oxide and the determination of their impact on the antiproliferative efficacy of anthracyclines. The results of this study confirm that iron chelators are highly effective protective compounds against oxidative stress-induced cardiomyocyte damage, but they also show dose- dependent toxicity caused by iron depletion. Salicylaldehyde isonicotinoyl hydrazon (SIH) had the best ratio of protective effect and inherent toxicity. Prochelators of iron represent promising approach to prevent this common limitation of iron chelators. BSIH, the prochelator derived from SIH with boronyl protective group, showed the best properties. There was no inherent toxicity observed even in long-term experiments and moreover it has significantly prevented oxidative damage in cardiomyocytes. We found that BSIH was stable compound, but after activation for effective chelator SIH, there was a rapid degradation of the molecule. However, the main decomposition product was salicylaldehyde with retained significant chelating ability and cardioprotective properties. Prochelator of iron BSIH is therefore a very promising compound suitable for further evaluations. In the next part, we tried to contribute to the elucidation of mechanisms leading to anthracycline cardiotoxicity and to study the possibilities of pharmacological cardioprotection. We were unable to confirm the cardioprotective properties of compounds increasing nitric oxide levels; neither inorganic nitrates/nitrites, nor molsidomine. In high concentrations, molsidomine induced decomposition of anthracyclines. On the other hand, in low concentrations, it enhanced their antiproliferative effects. We also examined the cardioprotective effect of catalytic inhibitor of topoisomerase II, dexrazoxane, and we found that also other catalytic inhibitors of topoisomerase II prevented anthracycline-induced damage of isolated cardiomyocytes while they enhanced antiproliferative effects of anthracyclines. Our results therefore support the recent theory that the cardioprotective effect of dexrazoxane is rather due to inhibition of topoisomerase IIβ in cardiomyocytes than iron chelation.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Hana Jansová 1.8 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Hana Jansová 17.33 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Hana Jansová 194 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Hana Jansová 193 kB
Stáhnout Posudek vedoucího Doc. PharmDr. Tomáš Šimůnek, Ph.D. 219 kB
Stáhnout Posudek oponenta Prof.MUDr. Radomír Hrdina, CSc. 1.2 MB
Stáhnout Posudek oponenta PharmDr. Daniel Jun, Ph.D. 210 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby Prof. Ing. Vladimír Wsól, Ph.D. 193 kB