Хіміотерапія, націлена на Р53 Дефіцитні ракові клітини - PDF Безкоштовно завантажити

Хіміотерапія, спрямована на ракові клітини з дефіцитом p53. Мохамед Джема. Навести цю версію: Мохамед Джема. Хіміотерапія, спрямована на ракові клітини з дефіцитом p53. Рак. Paris Sud University - Paris XI, 2012. Французька. . Ідентифікатор HAL: tel-01085201 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01085201 Надіслано 20 листопада 2014 р. HAL - це мультидисциплінарний архів відкритого доступу для зберігання та розповсюдження науково-дослідних документів, незалежно від того, опубліковані вони чи ні. Документи можуть надходити від навчальних та дослідницьких установ у Франції чи за кордоном, або від державних або приватних дослідницьких центрів. Мультидисциплінарний відкритий архів HAL призначений для зберігання та розповсюдження наукових документів наукового рівня, опублікованих чи ні, від французьких або зарубіжних навчальних та дослідницьких установ, державних чи приватних лабораторій.

Університет Париж-Суд XI Медичний факультет “Онкологія Біологія Медицина Здоров’я” докторантура (CBMS) Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора університету Париж-Суд XI Представлена та публічно підтримана Мохамедом Джемаа 28 вересня 2012 р. Хіміотерапія, спрямована на дефіцитні пухлинні клітини p53 Председатель журі Ерік DEUTSCH INSERM U1030, IGR, президент Villejuif прем'єр-міністр Guido KROEMER INSERM U848, IGR, Villejuif Директор дисертації д-р Ariane ABRIEU CNRS UMR 5237, CRBM, доповідач Монпельє д-р Carmen GARRIDO-FLEURY INSERM, INSERM Доповідач д-р Марія КАСТЕДО-ДЕЛЕРЬЄ ІНСЕРМ 848, ІГР, екзаменатор Вільююф д-р Ніколас ТАДЖЕДДІН Інститут неврології (IoNS), Брюссельський експерт NSERM UNIT U848 "Апоптоз, рак та імунітет" Дослідження Павільйон 1, Інститут Гюстава Руссі, 39 вулиця Каміль Дезмулін -94805 Villejuif cedex ФРАНЦІЯ

моєму татові, моєму кумиру назавжди моїй мамі, найкрасивішій жінці у світі Еліасу та Мехді, моїм вічним меншим братам, яких я маю на увазі, решта - література

Таблиця ілюстрацій та таблиць Рисунок 1: Клітинна регуляція сигналів напруги, опосередкованих p53. Рисунок 2: Схематична структура білка р53 з 5 активними функціональними доменами. Малюнок 3: речення п53. Малюнок 4: Модель апоптозу, опосередкована p53. Рисунок 5: Контрольні пункти клітинного циклу. Рисунок 6: Розміщення SAC. Рисунок 7: Білки SAC та їх організаційні сфери. Рисунок 8: Розподіл Аврори А та Аврори В у мітотичних клітинах. Рисунок 9: Загальна стрічкова структура каталітичного домену MPS1. Рисунок 10: Різні аспекти мітотичної катастрофи, включаючи фенотипи апоптозу, некрозу та аутофагії. Таблиця 1: Підсумок опублікованих інгібіторів MPS1.

МІТОТИЧНА КАТАСТРОФА III/Структура білка Mps1 iv/Mps1 v/Mps1 інгібітори дерегульовані в пухлинах 1/Морфологія мітотичної катастрофи 2/Функціональне визначення мітотичної катастрофи 3/Індукція мітотичної катастрофи 4/Виконання мітотична катастрофа 5/Мітотична катастрофа та пухлинні клітини РЕЗУЛЬТАТИ ВИБОРЧОГО ВБИВАННЯ РАКОВОКЛІТНИХ КЛІТИН P53 СПОНАЛОМ SP600125 ПРЕФЕРЕНЦІАЛЬНЕ ВБИВАННЯ РАКОВИХ КЛІТИН РЕЧОВИХ Р53 РЕВЕРСИННОЮ ДИСКУСІЙНОЮ ЛІТЕРАТУРОЮ БІБЛІОГРАФІЇ 44 44

зупинка клітинного циклу або відновлення ДНК, тим самим захищаючи організм від поширення потенційно клітин-попередників пухлини (Gatz & Wiesmuller, 2006). Це пояснює кореляцію, яка існує між раком та інактивацією p53. Насправді ген р53 мутується майже в половині випадків раку людини. Однак більшість протипухлинних методів лікування діють через р53-залежний шлях, зупиняючи ріст та/або індукуючи апоптоз. Отже, відсутність p53 забезпечує високу стійкість до TP53 -/- ракових клітин і може призвести до невдалого лікування (Vousden & Lane, 2007). Ця дипломна робота спрямована на виявлення фармакологічних агентів, здатних специфічно вбивати р53-дефіцитні ракові клітини, а також на характеристику антипроліферативних або проапоптотичних механізмів дії цих агентів. 3

що p53 не починає свою транскрипційну активність. Крім того, p53 запобігає утворенню комплексу інгібування Bak-Mcl1, безпосередньо зв'язуючись з Bak (Erster & Moll, 2005). Ми можемо резюмувати і сказати, що р53 пронизує зовнішню мітохондріальну мембрану і дозволяє виділяти про-апоптотичні фактори в цитоплазмі. Малюнок 4: Модель апоптозу, опосередкована p53. Ця модель відстежує роль p53 у зовнішньому та внутрішньому шляхах апоптозу. Цільові гени p53 позначені червоним кольором. Показано зближення двох шляхів через Bid (Haupt et al, 2003). Некроз У нашому дослідженні важливо ввести поняття некротичної загибелі клітин або некрозу, щоб порівняти його з апоптозом, основним механізмом смерті, спричиненої p53. Некроз довгий час вважався випадковою загибеллю клітин через порушення навколишнього середовища та пов'язаний з неконтрольованим вивільненням внутрішньоклітинних прозапальних факторів, але нові дані свідчать про існування шляху 14

каспаза-залежна на момент страти смерті, що підтверджує уявлення про те, що некроз є скоріше контрольованою та запрограмованою смертю (Zong & Thompson, 2006). Морфологічно некроз характеризується збільшенням розміру клітин (онкозом), набряком органел, розривом цитоплазматичної мембрани і, як наслідок, дисперсією та втратою внутрішньоклітинного вмісту. З іншого боку, під час апоптотичної смерті (вище, с. 13) ендонуклеази фрагментують ДНК в нуклеосомах, тоді як під час некрозу це екзонуклеази, які деградують ДНК (Higuchi, 2003). Саме це явище давно служило для розмежування двох смертей. Дійсно, профіль міграції апоптотичної ДНК на агарозному гелі є дуже характерним і має надлишкову конфігурацію, тоді як некротичний - це лише «мазок» з переважанням фрагментів з високою молекулярною масою. Ситуація змінилася, і стало ясно, що некроз - це також регульований процес як під час його індукції, так і під час його здійснення (Golstein & Kroemer, 2005). Термін "некроптоз" також використовувався для визначення генетично контрольованого некрозу, який часто залежить від активності серин/треонінкінази рецептора RIP1 (рецептор взаємодіючої протеїнкінази 1) (Galluzzi & Kroemer, 2008). Дійсно, було показано, що RIP1 та RIP3 контролюють "перемикання" між апоптотичною та некротичною смертю в численних експериментальних моделях, in vitro та in vivo (Cho et al, 2009; Hitomi et al, 2008). b/P53 та аутофагія Аутофагія - це катаболічний процес, коли клітина деградує деякі свої компоненти за допомогою лізосомного механізму. Недавні дослідження продемонстрували участь p53 у цьому процесі. P53 активує аутофагію шляхом транскрипції регулятора пошкодження модулятора аутофагії (DRAM) і, отже, продукує лізосомні білки, які будуть індукувати аутофагію (Crighton et al, 2006). З іншого боку, також було показано, що p53 інгібує аутофагію, справді, інгібування p53 в клітинах, що енуклейовані, збільшує аутофагію, а експресія цитоплазматичного p53 пригнічує аутофагію в дефіцитних клітинах p53 (Tasdemir et al, 2008). Зрозуміло, що p53 грає подвійну гру в автофагічному процесі, і що складні механізми, що керують ним, ще недостатньо усталені, тим більше, що нещодавно опубліковані роботи свідчать про те, що індукція аутофагії може сприяти прогресуванню апоптозу або старіння (Crighton et al., 2007; Янг та ін, 2009). 15

Рисунок 5: Контрольні пункти клітинного циклу. Клітинний цикл контролюється безліччю контрольних пунктів, включаючи реплікацію ДНК (синім кольором), пошкодження ДНК (червоним кольором), а також контрольно-пропускний пункт SAC шпинделя (сірим кольором). Крім того, антефаза Checkpoint (зеленим кольором), яка відіграє важливу роль у запобіганні вході в мітоз за наявності стресових станів (Chin & Yeong, 2010). 3/Контрольно-пропускний пункт шпинделя (SAC). Контрольний пункт зібрання веретена - це система управління, яка контролює стан прикріплення кінетохори/мікротрубочок під час мітозу та зупиняє прогресування клітинного циклу, поки всі хромосоми не будуть правильно вирівняні на мітотичному веретені (Nezi & Musacchio, 2009). Цей мітотичний контроль є важливим для підтримання генетичної стабільності, оскільки за його відсутності клітини передчасно залишають мітоз із погано прикріпленими або навіть неприкріпленими хромосомами на веретені з більш-менш драматичними наслідками, починаючи від нестабільної плоїдії і закінчуючи смертю від апоптозу (Musacchio, 2011; Rieder & Maiato, 2004) (рисунок 6). Комплекс/циклосома, що стимулює анафазу (APC/C) - це мультибілковий домен з активністю убиквітин-лігази, відповідальний за убиквітинацію кількох ключових регуляторів клітинного циклу, включаючи циклін В та секурин. Його ще називають циклозомою 25

Рисунок 6: Розміщення SAC. Схематична інтерпретація утворення мітотичного веретена та сегрегації хромосом, контрольованого активацією та дезактивацією системи контрольно-пропускного пункту Шпинделя (Vanden Bosch et al, 2010). Основною метою цього пункту пропуску є Cdc20, субстрат, специфічний для комплексу/циклосоми, що сприяє анафазі (APC/C), який каталізує поліубіквітацію ключових мітотичних білків, цикліну В та секурину, з метою запобігання їх можливої деградації протеасомою 26S ( Lee et al, 2012). Підходи генетичного скринінгу виявили щонайменше 7 генів, важливих для SAC у дріжджів. Кілька досліджень за останні два десятиліття показали, що SAC є дуже консервативним, і ортологи були ідентифіковані у ссавців (Rao et al, 2009). В основному це серинові/треонінкінази. 26S протеасома - це білковий комплекс з літичною активністю. Він відповідає за протеоліз і деградацію багатьох субстратів, позначених поліубіквітиновими ланцюгами, в тому числі створених APC/C. 26

Рисунок 7: Білки SAC та їх організаційні сфери (Musacchio & Salmon, 2007) 30

Дійсно, примусова експресія Аврори В у клітинах СНО індукує анеуплоїдію та прискорює ріст ксенотрансплантатів пухлини (Ota et al, 2002). РИСУНОК 8: Розподіл Аврори А та Аврори В у мітотичних клітинах (Carmena et al, 2009). e/Aurora A Aurora A та Aurora B - дві дуже схожі кінази, із 70% ідентичним доменом кінази. Однак, і незважаючи на подібність, вони мають різну клітинну локалізацію та функції під час мітозу. Дійсно, Аврора А асоціюється з полюсами мітотичного веретена і бере участь у вступі в мітоз, дозріванні та поділі біполярних полюсів (Barr & Gergely, 2007) (Малюнок 8). Повідомляється про надмірну експресію Аврори А при багатьох видах раку, насправді вона стимулює утворення колоній, розмноження центросом, а також ріст пухлин ксенотрансплантата у мишей (Bischoff et al, 1998; Meraldi et al, 2002; Zhou et співавт., 1998; Anand et al., 2003). Цікаво відзначити кореляцію, яка існує між фенотипами пухлин людини, такими як розмноження центросом та поліплоїдія, та надмірна експресія Aurora A. P53 та Aurora A безпосередньо пов’язані під час клітинного циклу, і

Рисунок 9: Загальна стрічкова структура каталітичного домену MPS1 (Chu et al, 2008). Інгібітори iv/Mps1 В останні роки Mps1 став новою мішенню для протипухлинного лікування, і було повідомлено про декілька молекул та/або розроблено як інгібітор кінази Mps1 (табл. 1). Нещодавно було виявлено кілька доменів кінази, зокрема, завдяки вивченню кристалізації в комплексі з інгібіторами, що значною мірою сприяє еволюції розвитку нових інгібуючих молекул Mps1 (Chu et al, 2008; Kwiatkowski et al, 2010; Коломбо та ін, 2010; Чу та ін, 2010). 37

Таблиця 1: Підсумок опублікованих інгібіторів MPS1 (Liu & Winey, 2012). 39

Ця різниця в чутливості є ключовим каменем нових протипухлинних методів лікування, які спрямовані на Mps1 як на важливий елемент SAC, що дозволяє позитивно розрізняти нормальні та ракові клітини. Останньою з цих молекул є NMS-P715 (Коломбо та ін., 2010). 40

БІБЛІОГРАФІЧНА ЛІТЕРАТУРА 58

Zhou H, Kuang J, Zhong L, Kuo WL, Gray JW, Sahin A, Brinkley BR, Sen S (1998) Ампліфікована пухлиною кіназа STK15/BTAK викликає ампліфікацію центросоми, анеуплоїдію та трансформацію. Nat Genet 20 (2): 189-193 Zong WX, Thompson CB (2006) Некротична смерть як доля клітини. Genes Dev 20 (1): 1-15 Zuckerman V, Wolyniec K, Sionov RV, Haupt S, Haupt Y (2009) Придушення пухлини p53: важливість апоптозу та клітинного старіння. J Pathol 219 (1): 3-15 76