Preview

Успехи молекулярной онкологии

Расширенный поиск

Исследование цитостатических и цитотоксических свойств модифицированных пептидных ингибиторов CDK4/6, функциональных аналогов p16INK4a (90-97)

https://doi.org/10.17650/2313-805X-2020-7-4-37-45

Полный текст:

Аннотация

Введение. Использование методов математического моделирования для поиска биологически активных молекул – перспективное направление современной науки. Применение численных алгоритмов для оптимизации пептидных последовательностей и методов молекулярной динамики позволило получить модифицированные пептидные последовательности, являющиеся функциональными аналогами последовательности естественного ингибитора циклиновой киназы 4/6 – p16INK4a.

Цель исследования – определение биологических свойств пептидных последовательностей, ингибиторов CDK4/6, полученных с помощью методов математического моделирования.

Материалы и методы. Исследования проведены в условиях in vitro на линиях опухолевых клеток (MCF-7, А549, SKOV-3, НСТ116). Методом проточной цитофлуориметрии были определены уровень апоптоза, распределение клеток по фазам клеточного цикла, изменение экспрессии белка Bcl-2, изменение уровня фосфорилированного pRb при воздействии на клетки исследуемых пептидных последовательностей. С помощью биосенсорной технологии RTCA iCELLIgence проведена оценка динамики пролиферации клеточных популяций.

Результаты. Пептидные последовательности, полученные с помощью методов математического моделирования, при воздействии на активно пролиферирующие клетки вызывают снижение уровня фосфорилированного pRb, снижение экспрессии Bcl-2, которые являются молекулярными «мишенями» комплекса циклинзависимая киназа 4/6–циклин D, и изменение уровней pRb и Bcl-2 может свидетельствовать об ингибировании образования комплекса. Как следствие, наблюдались снижение пролиферативной активности и увеличение уровня апоптоза в клетках. Эффективность пептидных последовательностей зависела от молекулярной структуры, типа клеточной линии, на которую происходит воздействие. Показано, что 2 исследованные модифицированные пептидные последовательности оказывают на опухолевые клетки антипролиферативный и проапоптотический эффекты в большей степени, чем исходная последовательность p16INK4a (90-97).

Заключение. Использование методов математического моделирования для поиска и разработки функционально активных молекул позволило создать пептидные последовательности, обладающие более выраженными свойствами ингибиторов циклиновых киназ, чем естественный ингибитор CDK4/6 – p16INK4a.

Об авторах

В. К. Боженко
ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии» Минздрава России
Россия

Владимир Константинович Боженко

117997 Москва, ул. Профсоюзная, 86 



Т. М. Кулинич
ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии» Минздрава России
Россия
117997 Москва, ул. Профсоюзная, 86


Е. А. Кудинова
ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии» Минздрава России
Россия
117997 Москва, ул. Профсоюзная, 86


А. В. Иванов
ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии» Минздрава России
Россия
117997 Москва, ул. Профсоюзная, 86


А. М. Шишкин
ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии» Минздрава России
Россия
117997 Москва, ул. Профсоюзная, 86


В. А. Солодкий
ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии» Минздрава России
Россия
117997 Москва, ул. Профсоюзная, 86


Список литературы

1. Ding L., Cao J., Lin W. et al. The roles of cyclin-dependent kinases in cell-cycle progression and therapeutic strategies in human breast cancer. Int J Mol Sci 2020;21(6):1960. DOI: 10.3390/ijms21061960.

2. Ермак А.В., Ефременко Е.С. Циклины и циклинзависимые киназы. Роль в развитии опухолевых заболеваний. Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований. Сборник материалов XXX Международной научно-практической конференции. Под общ. ред. С.С. Чернова. 2017.

3. Asghar U., Witkiewicz A.K., Turner N.C., Knudsen E.S. The history and future of targeting cyclin-dependent kinases in cancer therapy. Nat Rev Drug Discov 2015;14(2):130–46. DOI: 10.1038/nrd4504.

4. Chung M., Liu C., Yang H.W. et al. Transient hysteresis in CDK4/6 activity underlies passage of the restriction point in G1. Mol Cell 2019;76(4):562–73.e4. DOI: 10.1016/j.molcel.2019.08.020.

5. Kernan J., Bonacci T., Emanuele M.J. Who guards the guardian? Mechanisms that restrain APC/C during the cell cycle. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res 2018;1865(12):1924–33. DOI: 10.1016/j.bbamcr.2018.09.011.

6. Palou R., Malik A., Palou G. et al. G1 cyclin driven DNA replication. Cell Cycle 2015;14(24):3842–50. DOI: 10.1080/15384101.2015.1070995.

7. Cuomo M.E., Platt G.M., Pearl L.H., Mittnacht S. Cyclin-cyclin-dependent kinase regulatory response is linked to substrate recognition. J Biol Chem 2011;286(11):9713–25. DOI: 10.1074/jbc.M110.173872.

8. Galbraith M.D., Bender H., Espinosa J.M. Therapeutic targeting of transcriptional cyclin-dependent kinases. Transcription 2019;10(2):118–36. DOI: 10.1080/21541264.2018.1539615.

9. Goel S., DeCristo M.J., Watt A.C. et al. CDK4/6 inhibition triggers anti-tumour immunity. Nature 2017;548(7668):471–5. DOI: 10.1038/nature23465.

10. Martin M.P., Endicott J.A., Noble M.E.M. Structure-based discovery of cyclin-dependent protein kinase inhibitors. Essays Biochem 2017;61(5):439–52. DOI: 10.1042/EBC20170040.

11. Li Z., Ivanov A.A., Su R. et al. The OncoPPi network of cancer-focused protein-protein interactions to inform biological insights and therapeutic strategies. Nat Commun 2017;8:14356. DOI: 10.1038/ncomms14356.

12. Kazennov A., Alekseenko A., Bozhenko V. et al. Evaluation of CDK6 and p16/ INK4a-derived peptides interaction. Wiley Interdisciplinary Reviews. Computat Mol Sci 2013;3:53.

13. Bozhenko V.K., Kulinich T.M., Kudinova E.A. New targeted anti CDK4. J Clin Oncol 2013;31:e13545.

14. Кулинич Т.М., Боженко В.К. Исследование особенности активации апоптоза пептидом – ингибитором циклиновых киназ MM-D37K в клетках линии аденокарциномы толстой кишки НТ29. Вестник Российского научного центра рентгенорадиологии 2015;15(3):3.

15. Кулинич Т.М., Харченко В.П., Филясова Е.И. и др. Цитостатические и цитотоксические свойства химерных пептидов, содержащих циклинингибирующие фрагменты. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 2008;145(1):43–7.

16. Боженко В.К., Шрамова Е.И., Кулинич Т.М. и др. Синхронизация клеточных культур (лекция). Вестник Российского научного центра рентгенорадиологии 2018;18(2):4.

17. Кулинич Т.М. Исследование антипролиферативной активности интернализуемых пептидов, содержащих фрагменты ингибиторов циклиновых киназ р16INК4А и р21СIР/КIР. Дис. … канд. мед. наук. ГУ «Российский онкологический научный центр РАМН». М., 2006.

18. Ohtani N., Yamakoshi K., Takahashi A., Hara E. The p16INK4a-RB pathway: molecular link between cellular senescence and tumor suppression. J Med Invest 2004;51(3–4):146–53. DOI: 10.2152/jmi.51.146.

19. Кулинич Т.М., Шишкин А.М., Иванов А.В. и др. Исследование противоопухолевых свойств пептидных последовательностей, ингибиторов взаимодействия циклина D1 и циклин-зависимых киназ 4/6. Российский биотерапевтический журнал 2018;17(S): 38–40.


Для цитирования:


Боженко В.К., Кулинич Т.М., Кудинова Е.А., Иванов А.В., Шишкин А.М., Солодкий В.А. Исследование цитостатических и цитотоксических свойств модифицированных пептидных ингибиторов CDK4/6, функциональных аналогов p16INK4a (90-97). Успехи молекулярной онкологии. 2020;7(4):37-45. https://doi.org/10.17650/2313-805X-2020-7-4-37-45

For citation:


Bozhenko V.K., Kulinich T.M., Kudinova E.A., Ivanov A.V., Shishkin A.M., Solodkiy V.A. Study of cytostatic and cytotoxic characteristics of modified peptide CDK4/6 inhibitors – functional analogs of p16INK4a (90-97). Advances in Molecular Oncology. 2020;7(4):37-45. (In Russ.) https://doi.org/10.17650/2313-805X-2020-7-4-37-45

Просмотров: 25


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2313-805X (Print)
ISSN 2413-3787 (Online)