Vliv přírodních brassinosteroidů na blokaci buněčného cyklu v G1-fázi a indukci apoptózy u lidských nádorových buněčných linií odvozených od karcinomu prsu a prostaty

V současné době je výzkum přírodních látek zaměřen na látky, které by efektivně zastavily buněčný růst a stimulovaly apoptózu nádorových buněk. Znalost mechanizmu působení protinádorových léčiv umožňuje optimalizovat používání daného léčiva a na­víc navrhnout jeho účinnější deriváty s cí­leným účinkem selektivním pro nádorové buňky. Brassinosteroidy (BRs) jsou polyhydroxylové deriváty sterolu, jejichž struktura je blízká živočišným hormonům odvozených od cholesterolu (jako jsou androgeny, estrogeny a kortikoidy u obratlovců; ekdysony u hmyzu a korýšů). BRs představují skupinu nedáv­no objevených látek s povahou rostlinných hormonů, jejichž spektrum účinku u rostlin je poměrně široké. Přestože molekulární mechanizmus BRs není dosud znám, na zá­kladě strukturálních motivů těchto látek lze předpokládat, že jejich výrazná cytotoxická aktivita je dána schopností vázat se na steroidní receptory.

V této práci jsme na základě buněčných modelů charakterizovali efekt přírodních BRs-28-homocastasteronu a 24-epibrassinolidu na buněčný růst, indukci apoptózy a lokalizaci ja­derných receptorů pro steroidní hormony. Ke studiu byly použity hormonálně citlivé a necitli­vé buněčné linie odvozené od karcinomu prsu a prostaty.

Pomocí MTT-testu byl u mammárních (MCF-7 a MDA-MB-468) a prostatických (LNCaP a DU-145) nádorových buněčných linií sledován účinek 28-homocastasteronu a 24-epibrassinolidu na buněčnou viabilitu po dobu 6,12 a 24 h a byla určena koncen­trace IC50. Obě studované látky inhibovaly u všech vybraných linií růst buněk a způsobily změny v distribuci buněčného cyklu a hladin proteinů uplatňujících se při jeho regulaci. Pomocí průtokové cytometrie byla zjištěna blokáda buněčného cyklu v G1-fázi po ovlivnění buněk LNCaP, MCF-7 a MDA-MB-468 28-homocastasteronem nebo 24-epibrassinolidem. Tyto změny průběhu buněčného cyklu byly provázeny poklesem inkorporace BrdU, poklesem exprese cyklinu D1, sníženou fosforylací pRb a zvýšenou expresí p21Waf1/Cip1 a p27Kip1. Po ovlivnění buněčných linií 28-homocastasterem nebo 24-epibrassinolidem byla pomocí průtokové cytometrie, Western blot analý­zy a TUNEL zaznamenána indukce apop­tózy. Zejména u buněčné linie LNCaP byly apoptotické změny doprovázené poklesem exprese anti-apoptotického proteinu Bcl-2, zvýšením exprese proapoptotického pro­teinu Bax, poklesem exprese celkového Bid nasvědčující jeho štěpení a zvýšenou tvorbou aktivních fragmentů caspázy-3, které vznikly štěpením její neaktivní formy. U hormonálně citlivých buněk byly pomocí imunofluorescenčních a separačních metod zjištěny změny lokalizace a exprese androgenového receptorů (AR) a estrogenového receptorů (ER-alfa, -beta) po 12 a 24 h působení testovaných látek.

V této práci jsme prokázali, že BRs mo­dulují signální dráhy proliferace, přežití a smrti buněk. Efekt testovaných přírodních BRs lze přirovnat k antagonistům receptorů pro ste­roidní hormony. Výsledky by mohly přispět k potenciálnímu terapeutickému využití studo­vaných látek.

Práce byla podpořena grantem MSM 6198959216.