Влияние ингибитора активности HSF1 из семейства карденолидов (CL-43) на опухолевые и нетрансформированные клетки

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Возникновение непереносимых побочных эффектов у пациентов, проходящих химиотерапию, по-прежнему остается серьезным клиническим препятствием. В связи c этим поиск опухолеспецифичной терапии, не оказывающей токсичного воздействия на здоровые ткани, остается актуальной задачей. Известно, что фактор белков теплового шока HSF1 является важным маркером онкологической прогрессии, а продукты его транскрипционной активности позволяют опухолевым клеткам успешно избегать негативных эффектов противоопухолевой терапии. В связи с этим использование препаратов, ингибирующих активность HSF1, является перспективной стратегией. В настоящей работе мы обнаружили, что применение ингибитора активности HSF1 из группы карденолидов CL-43 оказывает цитопротекторное действие на первичные нетрансформированные клетки дермальных фибробластах (DF-2) и делает их менее чувствительными к этопозиду, в то время как в опухолевых клетках линии DLD1, наоборот, мы наблюдали увеличение этой чувствительности. Помимо этого, мы установили, что CL-43 влияет на внутриядерный транспорт активной формы HSF1, а также увеличивает его активность и, соответственно, синтез HSP70 в фибробластах человека, тогда как в опухолевых клетках CL-43 подавляет эту активность дозозависимым образом. Наши результаты свидетельствуют о высоком терапевтическом потенциале CL-43 и его уникальности как опухолеспецифического соединения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. А. Владимирова

Институт цитологии РАН

Email: nikotina.ad@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург, 194064

Б. А. Маргулис

Институт цитологии РАН

Email: nikotina.ad@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург, 194064

И. В. Гужова

Институт цитологии РАН

Email: nikotina.ad@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург, 194064

А. Д. Никотина

Институт цитологии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: nikotina.ad@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург, 194064

Список литературы

  1. Ajmeera D., Ajumeera R. 2023. Drug repurposing: A novel strategy to target cancer stem cells and therapeutic resistance. Genes Dis. V. 11. P. 148. https://doi.org/10.1016/j.gendis.2022.12.013
  2. Banerjee M., Cui X., Li Z., Yu H., Cai L., Jia X., Daheng H., Wang C., Gao T., Xie Z. 2018. Na/K-ATPase Y260 phosphorylation-mediated Src regulation in control of aerobic glycolysis and tumor growth. Sci. Rep. V. 8. P. 1. http://dx.doi.org/10.1038/s41598-018-29995-2
  3. Botelho A.F.M., Pierezan F., Soto-Blanco B., Melo M.M. 2019. A review of cardiac glycosides: structure, toxicokinetics, clinical signs, diagnosis and antineoplastic potential. Toxicon. V. 158. P. 63. https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2018.11.429
  4. Carpenter R.L., Paw I., Dewhirst M.W. and Lo H-W. 2015. Akt phosphorylates and activates HSF-1 independent of heat shock, leading to Slug overexpression and epithelial- mesenchymal transition (EMT) of HER2-overexpressing breast cancer cells. Oncogene. V. 34. P. 546.
  5. Carpenter R.L., Yesim G-P. 2019. HSF1 as a cancer biomarker and therapeutic target. Curr. Cancer Drug Targets. V. 19. P. 515.
  6. Cerella C., Dicato M., Diederich M. 2013. Assembling the puzzle of anti-cancer mechanisms triggered by cardiac glycosides. Mitochondrion. V. 13. P. 225. http://dx.doi.org/10.1016/j.mito.2012.06.003
  7. Dai C., Sampson S.B. 2016. HSF1: guardian of proteostasis in cancer Chengkai. Trends Cell Biol. V. 26. P. 17.
  8. Dai C. 2018. The heat-shock, or HSF1-mediated proteotoxic stress, response in cancer: from proteomic stability to oncogenesis. Philos. Trans. R. Soc. B. Biol. Sci. V. 373. P. 20160525.
  9. Gao Q.X., Zhou G.X., Lin S.J., Paus R., Yue Z.C. 2019. How chemotherapy and radiotherapy damage the tissue: comparative biology lessons from feather and hair models. Exper. Dermatol. V. 28. P. 413.
  10. Guo Y., Guettouche T., Fenna M., Boellmann F., Pratt W.B., Toft D.O., Smith D.F., Voellmy R. 2001. Evidence for a mechanism of repression of Heat Shock Factor 1 transcriptional activity by a multichaperone complex. J. Biol. Chem. V. 276. P. 45791. http://dx.doi.org/10.1074/jbc.M105931200
  11. Irby R.B., Yeatman T.J. 2000. Role of Src expression and activation in human cancer. Oncogene. V. 19. P. 5636. http://dx.doi.org/10.1038/sj.onc.1203912
  12. Kim N., Yim H.Y., He N., Lee C.J., Kim J.H., Choi J.S., Lee H.S., Kim S., Jeong E., Song M., Jeon S-M., Kim W-Y., Mills G.B., Cho Y-Y., Yoon S. 2016. Cardiac glycosides display selective efficacy for STK11 mutant lung cancer. Sci. Rep. V. 6. P. 29721.
  13. Neef D.W., Jaeger A., Gomez-Pastor R., Willmund F., Frydman J., Thiele D.J. 2014. A direct regulatory interaction between chaperonin TRiC and stress responsive transcription factor HSF1. Cell Rep. V. 9. P. 955.
  14. Neudegger T., Verghese J., Hayer-Hartl M., Hartl F.U., Bracher A. 2016. Structure of human heat-shock transcription factor 1 in complex with DNA. Nat. Struct. Mol. Biol. V. 23. P. 140.
  15. Nikotina A.D., Koludarova L., Komarova E.Y., Mikhaylova E.R., Aksenov N.D., Suezov R., Kartzev V.G., Margulis B.A., Guzhova I.V. 2018. Discovery and optimization of cardenolides inhibiting HSF1 activation in human colon HCT-116 cancer cells. Oncotarget. V. 9. P. 27268.
  16. Shen J., Zhan Y., Li H., Wang Z. 2020. Ouabain impairs cancer metabolism and activates AMPK-Src signaling pathway in human cancer cell lines. Acta Pharmacol. Sin. V. 41. P. 110. http://dx.doi.org/10.1038/s41401-019-0290-0
  17. Wang Y., Zhan Y., Xu R., Shao R., Jiang J., Wang Z. 2015. Src mediates extracellular signal-regulated kinase 1/2 activation and autophagic cell death induced by cardiac glycosides in human non-small cell lung cancer cell lines. Mol. Carcinog. V. 54. P. 26.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Изменения клеточного индекса клеток DLD1 и DF-2 в присутствии этопозида и/или CL-43. Клетки высевали в 16-луночные E-платы и культивировали в присутствии 10 мкМ этопозида и/или 0.25 мкМ CL-43 в течение 20 ч; съемку проводили с регистрацией клеточного индекса каждые 10 мин.

Скачать (252KB)
3. Рис. 2. Изменение количества pHSF1 и его мишени HSP70 в клетках DLD1 (а) и DF-2 (б) под действием CL-43. Слева – иммуноблоты лизатов клеток после их культивирования в течение 20 ч в присутствии 0.125, 0.25 и 0.5 мкМ CL-43. Справа – графическое представление изменения интенсивности полос на блотах; интенсивность каждой зоны нормировали на тубулин, который использовали как контроль нагрузки. Интенсивность зон оценивали с помощью программы ImageLab.

Скачать (249KB)
4. Рис. 3. Локализация активного HSF1(pHSF1) в клетках DLD1 (а) и его количественное распределение (б) после обработки CL-43 в концентрации 250 нм; а – конфокальная микроскопия; после фиксации клетки взаимодействовали с первичными антителами к pHSF1 и вторичными, конъюгированными с меткой Alexa 488. Ядра дополнительно окрашивали DAPI (синий цвет). Контролем служили клетки, в среду которых добавляли ДМСО в концентрации, соответствующей варианту с добавлением раствора CL-43; масштабная линейка: 5 мкм; б – гистограммы показывают средние значения и среднеквадратичные отклонения (из 100 клеток) интенсивности флуоресценции (усл. ед.) pHSF1 в цитоплазме и ядре; (***) – различие достоверно при p < 0.005.

Скачать (190KB)
5. Рис. 4. Локализация активного HSF1 (pHSF1) и его количественное распределение (б) в клетках DF-2 (а) после обработки CL-43 в концентрации 250 нм. Объяснения те же, что и к рис. 3. (*) – различие достоверно при p < 0.05; # – отсутствие достоверных различий.

Скачать (180KB)

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах