text size

Interakce vybraných protinádorových látek ze skupiny inhibitorů MAPK/ERK signalizační kaskády s ABC lékovými transportéry

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:
Interakce vybraných protinádorových látek ze skupiny inhibitorů MAPK/ERK signalizační kaskády s ABC lékovými transportéry
Titile (in english):
Interactions of selected anticancer drugs of the MAPK/ERK signaling pathway inhibitors group with the ABC drug transporters
Type:
Diploma thesis
Author:
Lukáš Slatinský
Supervisor:
PharmDr. Martina Čečková, Ph.D.
Opponent:
RNDr. Jakub Hofman, Ph.D.
Thesis Id:
183421
Faculty:
Faculty of Pharmacy in Hradec Králové (FaF)
Department:
Department of Pharmacology and Toxicology (16-16170)
Study programm:
Pharmacy (M5206)
Study branch:
Pharmacy (FAR)
Degree granted:
Mgr.
Defence date:
08/06/2018
Defence result:
Excellent
Language:
Czech
Keywords (in czech):
anticancer drug, MAPK/ERK inhibitor, BRAF inhibitor, MEK inhibitor, kobimetinib, dabrafenib, ABC lékový transportér
Keywords:
anticancer drug, MAPK/ERK inhibitor, BRAF inhibitor, MEK inhibitor, kobimetinib, dabrafenib, ABC drug transporter
Abstract (in czech):
Abstrakt Univerzita Karlova Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra farmakologie a toxikologie Student: Lukáš Slatinský Školitel: doc. PharmDr. Martina Čečková, Ph.D. Název diplomové práce: Interakce vybraných protinádorových látek ze skupiny inhibitorů MAPK/ERK signalizační kaskády s ABC lékovými transportéry ABCB1 (Pgp, P-glycoprotein) a ABCG2 (BCRP, breast cancer resistance protein) patří mezi membránové efluxní transportéry závislé na ATP, tzv. ATP-binding cassettes (ABC). Fyziologicky jsou exprimovány v buněčné membráně a chrání tkáně před potencionálně toxickými xenobiotiky, včetně léčiv. Tím, že jsou schopny odčerpávat širokou škálu cytotoxických léčiv, představují také jeden z obranných mechanismů nádorových buněk, což vede k selhávání léčby. BRAF protein má důležitou regulační a signální roli v MAPK/ERK signalizační kaskádě ovlivňující buněčné dělení, diferenciaci a sekreci. Mutace BRAF vedou k nadměrné aktivitě MAPK/ERK kaskády v mnoha nádorových buňkách a stávají se tak cílem protinádorové terapie. Kobimetinib a dabrafenib jsou relativně nové protinádorové látky, inhibují uvedenou signální dráhu a používají se v léčbě melanomu s mutacemi BRAF. Cílem této práce bylo zjistit, jestli inhibitory kináz kobimetinib a dabrafenib mohou inhibovat efluxní transportéry ABCB1 a ABCG2 a překonávat tak lékovou rezistenci na jejich substráty in vitro. Použitím metody Hoechst jsme studovali inhibiční vliv těchto látek na MDCKII liniích nadměrně exprimujících ABCB1 a ABCG2 transportéry. Dále byla použita metoda XTT, a to ke studiu antiproliferativního efektu kobimetinibu a dabrafenibu a jejich vliv na cytotoxicitu daunorubicinu (modelový substrát ABCB1) a mitoxantronu (modelový substrát ABCG2). Zjistili jsme, že kobimetinib a dabrafenib jsou schopny inhibovat ABCB1 a ABCG2 efluxní transportéry u MDCKII-ABCB1 a MDCKII-ABCG2 buněk. Kobimetinib vykazoval větší inhibiční efekt na ABCB1, v porovnání s ABCG2. Naproti tomu dabrafenib inhiboval více ABCG2. Obě látky, kobimetinib a dabrafenib, jsou schopny překonávat rezistenci na daunorubicin u MDCKII-ABCB1 buněk. Dabrafenib je navíc schopný překonávat rezistenci i na mitoxantron u MDCKII-ABCG2 buněk. Také jsme zjistili, že ani přítomnost ABCB1, ani ABCG2 transportérů neovlivnila rezistenci na kobimetinib u MDCKII-ABCB1 a MDCKII-ABCG2 buněk, z čehož vyplývá, že tyto transportéry nehrají roli ve vzniku rezistence na kobimetinib. Citlivost použitých buněčných linií vůči dabrafenibu (v testovaných koncentracích do 50 µM) byla minimální, a to bez ohledu na přítomnost ABCB1 nebo ABCG2. Prokázali jsme, že obě testované protinádorové látky kobimetinib a dabrafenib jsou schopné inhibovat ABCB1 a ABCG2 a překonávat tak lékovou rezistenci zprostředkovanou oběma transportéry. Tyto výsledky mohou být využity při optimalizaci terapie zahrnující použití kobimetinibu a dabrafenibu u pacientů s rezistentním melanomem.
Abstract:
Abstract Charles University Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmacology & Toxicology Student: Lukáš Slatinský Supervisor: Assoc. prof. PharmDr. Martina Čečková, Ph.D. Title of diploma thesis: Interactions of selected anticancer drugs of the MAPK/ERK signaling pathway inhibitors group with the ABC drug transporters ABCB1 (Pgp, P-glycoprotein) and ABCG2 (BCRP, breast cancer resistance protein) are members of a transmembrane efflux ATP dependent transporter family, so called ATP-binding cassettes (ABC). Physiologicaly they are expressed in the cellular membrane and protect body tissues against potentially toxic xenobiotics including drugs. They represent also one of the tumor defense mechanisms when being able to efflux a wide variety of cytotoxic drugs out of the cancer cells leading to treatment failure. BRAF protein plays an important regulatory and signal role in MAPK/ERK pathway affecting cell division, differentiation and secretion. Mutations of BRAF lead to overactivity in MAPK/ERK pathway in many cancer cells and can be therefore targeted by anticancer therapy. Cobimetinib and dabrafenib are relatively new anticancer therapeutics inhibiting the signal pathway mentioned above and they are used in treatment of melanoma carrying the BRAF mutation. The aims of this project were to investigate whether the kinase inhibitors cobimetinib and dabrafenib could inhibit the efflux transporters ABCB1 and ABCG2 and reverse drug resistance to ABCB1 and ABCG2 substrates in vitro. Using the Hoechst accumulation assay we studied the inhibitory effect of these drugs to MDCKII cell lines overexpressing ABCB1 and ABCG2 transporters. The XTT assay was further used to study the antiproliferative effect of cobimetinib and dabrafenib and their impact on cytotoxicity of daunorubicin and mitoxantron, the model anticancer substrates of ABCB1 and ABCG2, respectively. We found that cobimetinib and dabrafenib are able to significantly inhibit ABCB1 and ABCG2 efflux transporters in MDCKII-ABCB1 and MDCKII-ABCG2 cell lines with cobimetinib showing higher inhibitory effect on ABCB1, compared to ABCG2. Contrary to cobimetinib, dabrafenib revealed preferential inhibition of ABCG2. Both drugs cobimetinib and dabrafenib can significantly reverse daunorubicin resistance in MDCKII-ABCB1 cells. Moreover, dabrafenib is able to reverse resistance of mitoxantrone in MDCKII-ABCG2 cells. We also showed that the presence of neither ABCB1, nor ABCG2 affected resistance of cobimetinib in MDCKII-ABCB1 and MDCKII-ABCG2 cells, indicating that these transporters do not play a role in the cellular resistance to these drugs. The sensitivity to dabrafenib (in tested concentrations to 50 µM) was minimal in all the cell lines we used regardless of presence of ABCB1 or ABCG2. We demonstrate both anticancer agents, cobimetinib and dabrafenib, as inhibitors of ABCB1 and ABCG2 able to reverse ABC transporter-mediated drug resistance to daunorubicin and mitoxantron. These results may be taken into account when optimizing the cobimetinib- and dabrafenib- containing therapeutic regimens for the treatment of multidrug resistance melanoma patients.
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis Lukáš Slatinský 1.76 MB
Download Abstract in czech Lukáš Slatinský 115 kB
Download Abstract in english Lukáš Slatinský 92 kB
Download Supervisor's review PharmDr. Martina Čečková, Ph.D. 273 kB
Download Opponent's review RNDr. Jakub Hofman, Ph.D. 287 kB
Download Defence's report Prof.MUDr. Radomír Hrdina, CSc. 153 kB