Жувака К.С. «Дослідження нових ненуклеозидних інгібіторів MGMT при алкілувальній хіміотерапії пухлинних клітин в модельних системах» – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії у галузі знань 09 Біологія, за спеціальністю 091 Біологія, Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, м. Київ, 2024.
Одним із підходів у лікуванні онкозахворювань є алкілувальна хіміотерапія, яка пошкоджує клітинну ДНК, що може призводити до загибелі пухлинних клітин. Однак її ефективність обмежена активацією ферменту MGMT, який усуває алкільні пошкодження, знижуючи цитотоксичну дію препаратів і сприяючи хіміорезистентності. Для подолання цього явища застосовуються інгібітори MGMT, найвідоміші з яких – О6-бензилгуанін (О6-BG) та його похідні. Втім, їхня цитотоксичність і побічні ефекти обмежують клінічне використання, що вимагає пошуку нових сполук.
У дослідженні було протестовано низку ненуклеозидних інгібіторів MGMT, розроблених і синтезованих в ІМБГ НАН України. Відібрано 5 сполук, які демонстрували перспективні результати у попередніх тестах. Цитотоксичність досліджували на клітинах карциноми гортані (HEp-2), де інгібітори показали низьку токсичність у концентрації 10 мкМ, за винятком інгібітора 46, який було виключено з подальших досліджень.
Ефективність інгібіторів 41, 41B і 89 оцінювали методом клоногенного аналізу у комбінації з алкілувальною сполукою N-метил-N′-нітро-N-нітрозогуанідином (MNNG). Встановлено, що ці інгібітори перевищують ефективність О6-BG, діють у ширшому діапазоні концентрацій і підсилюють цитотоксичний ефект алкілувального агента при його низьких дозах. Методом Вестерн-блот аналізу показано, що нові інгібітори знижують рівень MGMT у клітинах HEp-2 і гліоми T98G, забезпечуючи їхню чутливість до MNNG. Інгібітори демонструють м’який вплив, що триває до 24 годин.
Для дослідження впливу нових інгібіторів на деякі ключові клітинні процеси визначали їхній вплив на рівень аутофагії та летальність пухлинних клітин людини в культурі. Отримані результати дали змогу оцінити цитотоксичність і ефективність досліджуваних сполук у пухлинних клітинах, що мають різні рівні експресії гена MGMT. У дослідженні використовували гліомні клітинні лінії: T98G, яка характеризуються високим рівнем експресії MGMT, та U251MG, яка має метильований промотор гена MGMT, що передбачає відсутність білка MGMT. Встановлено, що самі по собі нові інгібітори (41 та 41В) не впливають на виживаність гліомних клітин та рівень аутофагії в клітинах обох ліній. Однак, обробка цими інгібіторами клітин лінії T98G підвищує чутливість останніх до алкілувальних сполук. В той же час в клітинах U251MG такі ефекти відсутні. Ці дані вказують на те, що досліджувані сполуки можуть мати терапевтичний ефект при комбінованій алкілувальній хіміотерапії гліом, які мають високий рівень MGMT в ракових клітинах.
В експериментах in vivo на мишах ICR комбінована терапія з інгібіторами спричинила уповільнення росту пухлин, а іноді – їхню регресію. Інгібітор 89 забезпечив регресію 5 із 6 пухлин, тоді як 41 і 41B продемонстрували менш виражений ефект. Вестерн-блот підтвердив зниження рівня MGMT у пухлинах, що корелювало з регресією пухлин. Це спостереження вказує на потенційне клінічне значення нових інгібіторів для терапії пухлин з високим рівнем MGMT.
Побічні ефекти, як-от морфологічні зміни селезінки та некроз тканин, були незначними для інгібітора 89, що робить його найбільш перспективним кандидатом. Аналіз механізмів регресії пухлин виявив активацію каспази 3, що вказує на можливий апоптичний шлях загибелі клітин.
Отже, нові ненуклеозидні інгібітори MGMT (41, 41B і 89) продемонстрували обнадійливі результати, підвищуючи ефективність алкілувальної терапії при низьких дозах агентів. Це відкриває нові перспективи для розробки персоналізованих терапевтичних стратегій для лікування онкологічних захворювань.
