Analýza aktivity nukleosidových transportérů u chemorezistentního nádoru prostaty s využitím průtokové cytometrie

Východiska:
Nukleosidové analogy představují významnou skupinu léčiv zvaných antimetabolity, využívaných pro léčbu různých typů nádorových onemocnění. Nicméně, efektivita léčby je často limitována vývojem lékové rezistence. Schopnost nádorových buněk přenášet nukleosidy a nukleosidová analoga dovnitř buňky je považována za jeden z významných faktorů ovlivňujících odpověď na léčbu antimetabolity. Vzhledem k hydrofilním vlastnostem antimetabolitů je jejich transport skrze plazmatickou membránu zprostředkováván dvěma strukturně odlišnými skupinami transmembránových proteinů hENT (SLC29) a hCNT (SLC28) zprostředkovávající rovnovážný, resp. koncentrativní nukleosidový transport. Ztráta funkčnosti nukleosidových transportérů byla asociována se snížením efektivity léčby antimetabolity a jejich deriváty u řady různých nádorových onemocnění vč. adenokarcinomu slinivky.

Materiál a metody:
Efektivita a kinetika inkorporace antimetabolitů byla analyzována na kontrolních a docetaxel-rezistentních modelech nádoru prostaty. Za tímto účelem bylo využito fluorescenčního nukleosidového analogu uridine-furanu a inhibitoru nukleosidových transportérů S-(4-nitrobenzyl) -6-thioinosinu. Pro analýzu byly využity metodické přístupy zahrnující průtokovou cytometrii, konfokální mikroskopii a kvantitativní real-time polymerázovou řetězovou reakci.

Výsledky:
V této studii jsme s využitím průtokové cytometrie a fluorescenčního nukleosidového analogu, uridine-furanu, aplikovali metodický přístup pro analýzu aktivity nukleosidových transportérů. Zaměřili jsme se na popis dlouhodobé kinetiky a inkorporace uridine-furanu do buňky u kontrolních a chemorezistentních buněčných modelů PC3. Výsledkem naší práce je průkaz asociace aktivity a mRNA exprese nukleosidových transportérů se senzitivitou daných modelů k různým nukleosidovým analogům.

Závěr:
Fluorescenční techniky mohou sloužit jako verifikovaný a efektivní nástroj k analýze aktivity nukleosidových transportérů, který má potenciál aplikace v klinické onkologii.

Klíčová slova:
proteiny přenášející nukleosidy – léková rezistence – rakovina prostaty – chemoterapie

Autoři deklarují, že v souvislosti s předmětem studie nemají žádné komerční zájmy.

Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do biomedicínských časopisů.

Tato práce byla podpořena grantem MZ ČR č. 15- 33999A, všechna práva vyhrazena (K. Sou ček, K. Paruch a M. Svoboda).

Obdrženo:
10. 4. 2018

Přijato:
19. 4. 2018

Autoři: Drápela S. ^1–3; R. Fedr ^1,3; P. Khirsariya ^3,4; K. Paruch ^3,4; M. Svoboda ⁵; K. Souček ^1,3
Působiště autorů: Department of Cytokinetics, Institute of Biophysics, Academy of Sciences of the Czech Republic, v. v. i., Brno, Czech Republic ¹; Department of Experimental Biology, Faculty of Science, Masaryk University, Brno, Czech Republic ²; International Clinical Research Center, Center for Biomolecular and Cellular Engineering, St. Anne’s University Hospital Brno, Czech Republic ³; Department of Chemistry, CZ-Openscreen, Faculty of Science, Masaryk University, Brno, Czech Republic ⁴; Department of Comprehensive Cancer Care, Masaryk Memorial Cancer Institute, Brno, Czech Republic ⁵
Vyšlo v časopise: Klin Onkol 2018; 31(Supplementum1): 140-144
Kategorie: Article

Souhrn

Závěr:
Fluorescenční techniky mohou sloužit jako verifikovaný a efektivní nástroj k analýze aktivity nukleosidových transportérů, který má potenciál aplikace v klinické onkologii.

Obdrženo:
10. 4. 2018

Přijato:
19. 4. 2018

Zdroje

1. Neoptolemos JP, Palmer DH, Ghaneh P et al. Comparison of adjuvant gemcitabine and capecitabine with gemcitabine monotherapy in patients with resected pancreatic cancer (ESPAC-4): a multicentre, open-label, randomised, phase 3 trial. Lancet 2017; 389 (10073): 1011–1024. doi: 10.1016/S0140-6736 (16) 32409-6.

2. Navid F, Willert JR, McCarville MB et al. Combination of gemcitabine and docetaxel in the treatment of children and young adults with refractory bone sarcoma. Cancer 2008; 113 (2): 419–425. doi: 10.1002/cncr.23586.

3. Damaraju VL, Damaraju S, Young JD et al. Nucleoside anticancer drugs: the role of nucleoside transporters in resistance to cancer chemotherapy. Oncogene 2003; 22 (47): 7524–7536. doi: 10.1038/sj.onc.1206952.

4. Young JD, Yao SY, Baldwin JM et al. The human concentrative and equilibrative nucleoside transporter families, SLC28 and SLC29. Mol Aspects Med 2013; 34: 529–547. doi: 10.1016/j.mam.2012.05.007.

5. Mackey JR, Mani RS, Selner M et al. Functional nucleoside transporters are required for gemcitabine influx and manifestation of toxicity in cancer cell lines. Cancer Res 1998; 58 (19): 4349–4357.

6. Giovannetti E, Del Tacca M, Mey V et al. Transcription analysis of human equilibrative nucleoside transporter-1 predicts survival in pancreas cancer patients treated with gemcitabine. Cancer Res 2006; 66 (7): 3928–3935. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-05-4203.

7. Zimmerman EI, Huang M, Leisewitz AV et al. Identification of a novel point mutation in ENT1 that confers resistance to Ara-C in human T cell leukemia CCRF-CEM cells. FEBS Lett 2009; 583 (2): 425–429. doi: 10.1016/j.febslet.2008.12.041.

8. Wiley JS, Jones SP, Sawyer WH et al. Cytosine arabinoside influx and nucleoside transport sites in acute leukemia. J Clin Invest 1982; 69 (2): 479–489.

9. Gao PT, Cheng JW, Gong ZJ et al. Low SLC29A1 expression is associated with poor prognosis in patients with hepatocellular carcinoma. Am J Cancer Res 2017; 7 (12): 2465–2477.

10. Santo Bd, Valdés R, Mata J et al. Differential expression and regulation of nucleoside transport systems in rat liver parenchymal and hepatoma cells. Hepatology 1998; 28 (6): 1504–1511. doi: 10.1002/hep.510280609.

11. Johnson DE, Young JD, Campbell REet al. Real-time measurement of transport activity of the human concentrative nucleoside transporter, hCNT3, using a fluorescent reporter. FASEB J 2009; 23 (Suppl 1): 722–796. 722.

12. Claudio-Montero A, Pinilla-Macua I, Fernandez-Calotti P et al. Fluorescent nucleoside derivatives as a tool for the detection of concentrative nucleoside transporter activity using confocal microscopy and flow cytometry. Mol Pharm 2015; 12 (6): 2158–2166. doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.5b00142.

13. Puhr M, Hoefer J, Schafer G et al. Epithelial-to-mesenchymal transition leads to docetaxel resistance in prostate cancer and is mediated by reduced expression of miR-200c and miR-205. Am J Pathol 2012; 181 (6): 2188–2201. doi: 10.1016/j.ajpath.2012.08.011.

14. Samadder P, Suchankova T, Hylse O et al. Synthesis and profiling of a novel potent Selective inhibitor of CHK1 kinase possessing unusual N-trifluoromethylpyrazole pharmacophore resistant to metabolic N-dealkylation. Mol Cancer Ther 2017; 16 (9): 1831–1842. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-17-0018.

15. Temmink OH, Bijnsdorp IV, Prins HJ et al. Trifluorothymidine resistance is associated with decreased thymidine kinase and equilibrative nucleoside transporter expression or increased secretory phospholipase A2. Mol Cancer Ther 2010; 9 (4): 1047–1057. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-09-0932.