text size

Mechanismus působení protinádorových léčiv v neuroblastomech

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.
Title:
Mechanismus působení protinádorových léčiv v neuroblastomech
Titile (in english):
Mechanisms of anticancer drug action in neuroblastomas
Type:
Dissertation
Author:
Mgr. Tomáš Groh
Supervisor:
prof. RNDr. Marie Stiborová, DrSc.
Opponents:
RNDr. Kateřina Levová, Ph.D.
Mgr. Karel Vališ, Ph.D.
Consultant:
prof. MUDr. Tomáš Eckschlager, CSc.
Thesis Id:
117248
Faculty:
Faculty of Science (PřF)
Department:
Department of Biochemistry (31-250)
Study programm:
Biochemistry (P1406)
Study branch:
-
Degree granted:
Ph.D.
Defence date:
29/06/2015
Defence result:
Pass
Language:
Czech
Keywords (in czech):
neuroblastom, cisplatina, etoposid, ellipticin, valproát, acetylace histonů,apoptóza, hypoxie
Keywords:
neuroblastoma, cisplatin, etoposide, ellipticine, valproate, acetylation of histones, apoptosis, hypoxia
Abstract (in czech):
Abstrakt Nádorové buňky se obvykle dokážou dynamicky adaptovat na stresové hypoxické prostředí, které je způsobené nedokonalou vaskularizací nádoru. V disertační práci bylo zjištěno, že neuroblastomové nádorové linie UKF-NB-3 a UKF-NB-4 se na hypoxii adaptují zvýšením acetylace histonů. Zvýšená acetylace je obecně spojována s rozvolněním chromatinové struktury, a tím i s transkripční aktivací genů. Dále bylo zjištěno, že hypoxie v těchto liniích mění expresi proteinu transkripčního faktoru N-myc, který je důležitý pro vývoj neuroblastomů. Zodpovědný je i za metabolickou adaptaci, zvýšenou agresivitu a horší prognózu onemocnění. Inhibitory histondeacetylas (HDAC) jsou slibné látky s protinádorovým účinkem. Mohou indukovat zástavu buněčného cyklu, diferenciaci či programovanou buněčnou smrt v sensitivních nádorech. V práci byl studován vliv inhibitoru HDAC, valproátu, na expresi proteinů transkripčních faktorů N-myc a faktoru 1α indukovaného hypoxií (HIF-1α), důležitých pro proliferaci nádorových buněk. Testovaný inhibitor HDAC způsoboval snížení exprese obou transkripčních faktorů, což potvrzuje jeho protinádorový efekt. Protein CD133 je spojován s fenotypem kmenových nádorových buněk. V disertační práci bylo zjištěno, že zvýšená exprese proteinu CD133 po kultivaci buněk UKF-NB-3 s valproátem je spojená s vyšší rezistencí buněk vůči cisplatině a vincristinu. Zjištěna byla rovněž skutečnost, že valproát v linii UKF-NB-4 nezvyšuje expresi proteinu CD133 v důsledku methylace promotoru P1 a P3 genu pro CD133. Inhibitory histondeacetylas jsou klinicky použitelné především v kombinaci s konvenčními cytostatiky. Kultivace buněk linie UKF-NB-4 s cytostatiky, které způsobují poškození DNA těchto buněk, etoposidem, cisplatinou či ellipticinem, v kombinaci s netoxickou koncentrací valproátu, vede k synergistickému efektu těchto léčiv. Cytotoxický efekt studovaných cytostatik se tímto působením výrazně zvýšil. V poslední části práce byl studován mechanismus chemorezistence buněk linie UKF-NB-4 vůči ellipticinu. Zjistili jsme, že ellipticin indukuje v buňkách tvorbu lysosomů, ve kterých je akumulován. Tím se snižuje jeho cytotoxicita. Narušení funkce lysosomů zvyšuje vazbu ellipticinu na cílové struktury v jádře buněk (DNA), což vede k posílení účinku ellipticinu vůči neuroblastomové linii UKF-NB-4.
Abstract:
Abstract Cancer cells are able to adapt to different stress factors such as hypoxia, which is caused by insufficient tumor vascularization. An increased acetylation status of histones H3 and H4 in UKF-NB-3 and UKF-NB-4 neuroblastoma cell lines was found to be a mechanism of adaptation of these cells to hypoxia. An increase in acetylation of histones H3 and H4 is suggested to cause changes in the structure of chromatin that lead to activation of gene transcription. In addition, cultivation of tested neuroblastoma cells under hypoxic conditions changes expression of proteins of a transcription factor N-myc, which is essential for development of neuroblastomas. This transcription factor is also responsible for a metabolic adaptation of neuroblastoma cells, increases their aggressiveness and its expression leads to a worse prognosis of the disease. Inhibitors of histone deacetylases (HDAC) are suggested to be the promising agents exhibiting various anticancer effects. They can induce cell cycle arrest, differentiation or programmed cell death in sensitive tumors. In this study, the effect of one of inhibitors of HDACs, valproate, on expression of proteins of transcription factors N-myc and hypoxia inducible factor 1α (HIF-1α) was investigated. Valproate decreases protein levels of both transcription factors in tested neuroblastoma cells, which confirms its anticancer efficiency. Protein CD133 is a marker of cancer stem cells. The effect of valproate on expression of this protein was tested. Valproate increases protein levels of CD133 in a UKF-NB-3 cell line, which was associated with increased chemoresistance to cisplatin and vincristine in this cell line. In the UKF-NB-4 cell line, an increase in expression of CD133 protein was not produced by vaplroate, which might be caused by methylation of promoters P1 and P3 of a PROM1 (CD133) gene. Inhibitors of HDAC are clinically promising, when used in a combination with convention cytostatics. Cultivation of a UKF-NB-4 neuroblastoma cell line with drugs damaging DNA such as cisplatin, etoposide and ellipticine in a combination with nontoxic concentrations of valproate leads to a synergistic effect of these drugs. In this study, a mechanism of chemoresistance of UKF-NB-4 cell line to ellipticine was also examined. Treatment of ellipticine-sensitive UKF-NB-4 cell line with ellipticine induced cytoplasmic vacuolization and ellipticine is concentrated (sequestrated) in these vacuoles. This sequestration results in lower cytoplasmic concentrations of ellipticine, less nuclear accumulation, and lower DNA damage by ellipticine, and therefore also lower toxic effects to these cells.
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis Mgr. Tomáš Groh 3.35 MB
Download Attachment to the thesis Mgr. Tomáš Groh 2.73 MB
Download Abstract in czech Mgr. Tomáš Groh 73 kB
Download Abstract in english Mgr. Tomáš Groh 65 kB
Download Autoreferat / doctoral thesis summary Mgr. Tomáš Groh 771 kB
Download Opponent's review RNDr. Kateřina Levová, Ph.D. 170 kB
Download Opponent's review Mgr. Karel Vališ, Ph.D. 338 kB
Download Defence's report 1 MB