Chất ức chế PCNA mới AOH1996 cho thấy khả năng tiêu diệt tế bào ung thư có chọn lọc và khả năng ức chế khối u
Một nghiên cứu gần đây được công bố trên Tạp chí Sinh học Hóa học Tế bào đã mô tả một chất ức chế phân tử nhỏ của kháng nguyên nhân tế bào tăng sinh (PCNA) có tác dụng tiêu diệt tế bào ung thư một cách chọn lọc.
Chất ức chế PCNA mới AOH1996
Lý lịch
PCNA là một protein đa diện được bảo tồn ở sinh vật nhân chuẩn với vai trò quan trọng trong việc sao chép và sửa chữa DNA và đã được sử dụng trong lịch sử như một dấu hiệu cho sự tiến triển của khối u.
Căng thẳng sao chép DNA là một dấu hiệu chính của các tế bào ung thư đã được khai thác như một chiến lược trị liệu để gây ra tổn thương DNA hơn nữa dẫn đến hậu quả thảm khốc cho các tế bào ung thư.
Do đó, PCNA đại diện cho một mục tiêu chống ung thư chính, do vai trò của nó trong việc sao chép/sửa chữa DNA. Bên cạnh đó, việc phát hiện ra một đồng dạng PCNA liên quan đến ung thư (caPCNA) khác biệt đã mở ra con đường mới để phát triển hóa trị liệu mới. Trước đây, các tác giả đã mô tả một chất ức chế tiềm năng (AOH1160) của caPCNA thiếu các đặc tính trao đổi chất phù hợp.
Nghiên cứu và kết quả
Trong nghiên cứu hiện tại, các nhà nghiên cứu đã xác định và mô tả các đặc điểm phân tử của AOH1996, một chất tương tự của AOH1160. Họ đã lập mô hình tương tác giữa PCNA và các phối tử tiềm năng để thiết kế và tổng hợp khoảng 70 chất tương tự của AOH1160 bằng cách sửa đổi trình liên kết glycine , diphenyl ether và nhóm naphthyl của phân tử.
Nhóm Naphthyl được thay thế bằng các nhóm thơm đơn hoặc hai vòng; trình liên kết glycine được thay thế bằng các axit amin không tự nhiên và tự nhiên. Những sửa đổi này không gây ra sự cải thiện nào về hiệu lực. Do đó, diphenyl ete đã được khám phá về mối quan hệ cấu trúc-hoạt động của nó theo một số cách dẫn đến việc xác định hai chất tương tự, AOH1160-1LE và AOH1996.
Các phân tích biến tính nhiệt của các hợp chất này cho thấy các tương tác ổn định với PCNA. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra các dòng tế bào có PCNA đột biến, với sự thay thế L47V và đánh giá độ nhạy của chúng với AOH1996. Tất cả các tế bào đột biến ít nhạy cảm hơn với sự ức chế của AOH1996 so với các tế bào hoang dã và các đột biến đồng hợp tử ít nhạy cảm nhất.
Những câu chuyện liên quan
Tiếp theo, nhóm đã thử nghiệm AOH1996 trong các tế bào bình thường và hơn 70 dòng tế bào (ung thư). Họ phát hiện ra rằng AOH1996 tiêu diệt tế bào ung thư một cách có chọn lọc, với nồng độ trung bình khoảng 300 nM để ức chế 50% sự phát triển.
AOH1996 không gây độc đáng kể đối với các tế bào không ác tính, thậm chí lên đến 10 µM. Nó gây ra những thay đổi trong chu kỳ tế bào (bắt giữ pha G2/M hoặc S) và quá trình chết theo chương trình trong các tế bào ung thư chứ không phải các tế bào không ác tính.
Thời gian bán hủy của AOH1996 tăng khoảng 27% so với AOH1160 trong các nghiên cứu dược động học đường uống ở chuột.
Tiếp theo, hoạt tính chống ung thư của nó được đánh giá ở những con chuột có khối u xenograft của bệnh ung thư phổi tế bào nhỏ, ung thư vú hoặc u nguyên bào thần kinh. Điều trị bằng thuốc làm giảm đáng kể gánh nặng khối u mà không gây sụt cân hoặc tử vong đáng kể.
Các phân tích sâu hơn cho thấy rằng AOH1996 đã thay đổi hơn một nửa số protein liên quan đến PCNA liên kết với chất nhiễm sắc và những protein này là thành phần phiên mã. Tuy nhiên, chỉ có hai protein, tiểu đơn vị của RNA polymerase II (RNAPII), bao gồm tiểu đơn vị lớn nhất của nó (RPB1), chứa mô-đun liên kết PCNA đã biết.
Tiếp theo, nhóm đã biểu hiện ngoại sinh các protein RPB1 đột biến và kiểu hoang dã được gắn thẻ FLAG và thực hiện phản ứng kích thích miễn dịch, lưu ý rằng AOH1996 làm tăng RPB1 kiểu hoang dã gắn với chất nhiễm sắc cũng như đồng kết tủa PCNA với RPB1 kiểu hoang dã. Điều này cho thấy AOH1996 đã tăng xung đột sao chép phiên mã (TRC) và tăng cường tương tác RPB1-PCNA.
Những hiệu ứng này được khuếch đại hơn nữa khi có chất ức chế proteasome (MG132), cho thấy AOH1996 có thể kích hoạt sự xuống cấp proteasomal RPB1. Ngược lại, sự đồng kết tủa PCNA với RPB1 đột biến đã giảm khi có mặt MG132 và AOH1966, cho thấy các tương tác yếu đi.
Việc kiểm tra các mức RPB1 ngoại sinh trong chiết xuất toàn bộ tế bào cho thấy AOH1996 đã làm suy giảm RPB1 kiểu hoang dã theo cách phụ thuộc đáng tin cậy nhưng không phải là RPB1 đột biến.
Hơn nữa, AOH1996 gây ra sự phân ly PCNA từ các vùng được phiên mã tích cực nhưng không phải ở các vùng dị nhiễm sắc thấp hoặc không được phiên mã. Điều này cho thấy rằng AOH1996 đã kích hoạt sự sụp đổ của các nhánh sao chép chỉ trong quá trình sao chép tích cực.
kết luận
Tóm lại, nghiên cứu đã báo cáo hai chất tương tự chất ức chế dựa trên AOH1160 và ứng cử viên hàng đầu, AOH1996, ổn định hơn về mặt trao đổi chất với các đặc điểm giống như thuốc. AOH1996 đã tăng cường các tương tác PCNA-RPB1, dẫn đến sự suy giảm tổng thể của RPB1 và sự sụp đổ của các nhánh sao chép trong các khu vực được sao chép tích cực.
Cụ thể, các tương tác nâng cao này ngăn chặn độ phân giải TRC, dẫn đến đứt gãy sợi đôi gây chết người và làm gián đoạn bộ máy phiên mã do sự xuống cấp của RPB1.
CaPCNA phá vỡ giao diện PCNA-TRC trong các tế bào ung thư, cho phép AOH1996 phát huy tác dụng chống ung thư có chọn lọc và mạnh mẽ với một hồ sơ an toàn đáng chú ý.
Nhìn chung, nghiên cứu nhấn mạnh tiềm năng điều trị của AOH1996 và tiện ích của nó trong việc mô tả TRC trong tế bào ung thư. Với tính đa chức năng của nó, cần có các nghiên cứu sâu hơn để hiểu tác động của AOH1996 đối với các khía cạnh khác của PCNA.
