Молекулярные механизмы действия нового селективного агониста глюкокортикоидного рецептора в клетках рака молочной железы

Введение. Глюкокортикоиды (GC) широко применяются в терапии рака молочной железы (РМЖ) в качестве средства сопроводительной терапии для снижения побочных действий цитостатических препаратов. При этом они могут проявлять антипролиферативное действие на клетки люминального РМЖ. Биологическое действие GC опосредовано активацией глюкокортикоидного рецептора (GR) по двум механизмам: трансрепрессии, обусловливающей терапевтический эффект GC, и трансактивации, ассоциированной с развитием побочных эффектов, резистентности к цитотоксическим препаратам, а также с прогрессией и метастазированием РМЖ. В настоящее время ведется активный поиск безопасной альтернативы GC-терапии. Селективные агонисты GC (SEGRA), особенностью механизма действия которых является избирательный запуск трансрепрессии, можно рассматривать как перспективную альтернативу GC. Одним из наиболее полно охарактеризованных препаратов группы SEGRA является соединение Compound A (CpdA). Нестабильность CpdA ограничивает возможность его применения в клинической практике. Ранее наш коллектив синтезировал и охарактеризовал новый SEGRA – производное CpdA CpdA-03.
Цель исследования – сравнение влияния SEGRA CpdA-03, CpdA и дексаметазона на пролиферативную активность клеток РМЖ, а также на ядерную транслокацию рецептора и активацию GR-зависимых генов в клетках РМЖ.
Материалы и методы. В работе использовали клеточные линии РМЖ люминального (MCF-7) и трижды негативного (ТН, MDA-MB-231) подтипов. Влияние CpdA-03 на пролиферацию оценивали прямым подсчетом живых клеток.
Распределение клеток по фазам клеточного цикла анализировали с помощью проточной цитофлуориметрии с окрашиванием йодистым пропидием. Для оценки изменения экспрессии GR-зависимых генов под действием CpdA-03 использовали количественную полимеразную цепную реакцию. Способность нового SEGRA индуцировать трансактивацию GR оценивали методом вестерн-блоттинга.
Результаты. Выявлено, что CpdA-03 подавляет пролиферацию клеток люминального и трижды негативного РМЖ и при этом не стимулирует ассоциированное с трансактивацией фосфорилирование и транслокацию GR в ядро, а также подавляет экспрессию генов белков, регулирующих межклеточную адгезию и миграцию в клетках трижды негативного подтипа РМЖ.
Заключение. Наблюдаемое подавление пролиферации клеток, а также способность CpdA-03 регулировать экспрессию ряда GC-индуцируемых генов в клетках трижды негативного РМЖ указывают на актуальность разработки лекарственного препарата на основе молекулы CpdA-03 для применения в комплексной терапии злокачественных новообразований, в том числе РМЖ.

1. Bray F., Laversanne M., Sung H. et al. Global cancer statistics 2022: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin 2024;74(3):229–63. DOI: 10.3322/caac.21834

2. Злокачественные новообразования в России в 2022 году (заболеваемость и смертность). Под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, А.О. Шахзадовой, И.В. Лисичниковой. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2023. 275 с.

3. Perou C.M., Sorlie T., Eisen M.B. et al. Molecular portraits of human breast tumours. Nature 2000;406(6797):747–52. DOI: 10.1038/35021093

4. Тюляндин С.А., Артамонова Е.В., Жигулев А.Н. и др. Практические рекомендации по лекарственному лечению рака молочной железы. Злокачественные опухоли 2023;13(3s2):157–200. DOI: 10.18027/2224-5057-2023-13-3s2-1-157-200

5. Karmakar S., Jin Y., Nagaich A.K. Interaction of glucocorticoid receptor (GR) with estrogen receptor (ER) α and activator protein 1 (AP1) in dexamethasone-mediated interference of ERα activity. J Biol Chem 2013;288(33):24020–34. DOI: 10.1074/jbc.M113.473819

6. Keith B.D. Systematic review of the clinical effect of glucocorticoids on nonhematologic malignancy. BMC Cancer 2008;8:84. DOI: 10.1186/1471-2407-8-84

7. West D.C., Pan D., Tonsing-Carter E.Y. et al. GR and ER coactivation alters the expression of differentiation genes and associates with improved ER+ breast cancer outcome. Mol Cancer Res 2016;14(8):707–19. DOI: 10.1158/1541-7786.MCR-15-0433

8. Pan D., Kocherginsky M., Conzen S.D. Activation of the glucocorticoid receptor is associated with poor prognosis in estrogen receptor-negative breast cancer. Cancer Res 2011;71(20):6360–70. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-11-0362

9. Wu W., Chaudhuri S., Brickley D.R. et al. Microarray analysis reveals glucocorticoid-regulated survival genes that are associated with inhibition of apoptosis in breast epithelial cells. Cancer Res 2004;64(5):1757–64. DOI: 10.1158/0008-5472.can-03-2546

10. Sumikawa T., Shigeoka Y., Igishi T. et al. Dexamethasone interferes with trastuzumab-induced cell growth inhibition through restoration of AKT activity in BT-474 breast cancer cells. Int J Oncol 2008;32(3):683–8.

11. Kim M.J., Chae J.S., Kim K.J. et al. Negative regulation of SEK1 signaling by serum- and glucocorticoid-inducible protein kinase 1. EMBO J 2007;26(13):3075–85. DOI: 10.1038/sj.emboj.7601755

12. Pang D., Kocherginsky M., Krausz T. et al. Dexamethasone decreases xenograft response to Paclitaxel through inhibition of tumor cell apoptosis. Cancer Biol Ther 2006;5(8):933–40. DOI: 10.4161/cbt.5.8.2875

13. Sui M., Chen F., Chen Z., Fan W. Glucocorticoids interfere with therapeutic efficacy of paclitaxel against human breast and ovarian xenograft tumors. Int J Cancer 2006;119(3):712–7. DOI: 10.1002/ijc.21743

14. Zambrano J., Yeh E.S. Autophagy and apoptotic crosstalk: mechanism of therapeutic resistance in HER2-positive breast cancer. Breast Cancer (Auckl) 2016;10:13–23. DOI: 10.4137/BCBCR.S32791

15. Karantza-Wadsworth V., Patel S., Kravchuk O. et al. Autophagy mitigates metabolic stress and genome damage in mammary tumorigenesis. Genes Dev 2007;21(13):1621–35. DOI: 10.1101/gad.1565707

16. Wu W.K., Coffelt S.B., Cho C.H. et al. The autophagic paradox in cancer therapy. Oncogene 2012;31(8):939–53. DOI: 10.1038/onc.2011.295

17. Groeneweg F.L., van Royen M.E., Fenz S. et al. Quantitation of glucocorticoid receptor DNA-binding dynamics by singlemolecule microscopy and FRAP. PLoS One 2014;9(3):e90532. DOI: 10.1371/journal.pone.0090532

18. Ramamoorthy S., Cidlowski J.A. Exploring the molecular mechanisms of glucocorticoid receptor action from sensitivity to resistance. Endocr Dev 2013;24:41–56. DOI: 10.1159/000342502

19. Sundahl N., Bridelance J., Libert C. et al. Selective glucocorticoid receptor modulation: new directions with non-steroidal scaffolds. Pharmacol Ther 2015;152:28–41. DOI: 10.1016/j.pharmthera.2015.05.001

20. Van Moortel L., Gevaert K., De Bosscher K. Improved glucocorticoid receptor ligands: fantastic beasts, but how to find them? Front Endocrinol (Lausanne) 2020;11:559673. DOI: 10.3389/fendo.2020.559673

21. Lesovaya E.A., Yemelyanov A.Y., Kirsanov K.I. et al. Antitumor effect of non-steroid glucocorticoid receptor ligand CpdA on leukemia cell lines CEM and K562. Biochemistry (Mosc) 2011;76(11):1242–52. DOI: 10.1134/S000629791111006X

22. Yemelyanov A., Czwornog J., Gera L. et al. Novel steroid receptor phyto-modulator Compound A inhibits growth and survival of prostate cancer cells. Cancer Res 2008;68(12):4763–73. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-07-6104

23. Tanner T.M., Verrijdt G., Rombauts W. et al. Anti-androgenic properties of Compound A, an analog of a non-steroidal plant compound. Mol Cell Endocrinol 2003;201(1–2):155–64. DOI: 10.1016/s0303-7207(02)00411-2

24. Wüst S., Tischner D., John M. et al. Therapeutic and adverse effects of a non-steroidal glucocorticoid receptor ligand in a mouse model of multiple sclerosis. PLoS One 2009;4(12):e8202. DOI: 10.1371/journal.pone.0008202

25. Zhidkova E.M., Tilova L.R., Fetisov T.I. et al. Synthesis and anticancer activity of the novel selective glucocorticoid receptor agonists of the phenylethanolamine series. Int J Mol Sci 2024;25(16):8904. DOI: 10.3390/ijms25168904

26. Жидкова Е.М., Кузин К.А., Тилова Л.Р. и др. Сравнительный анализ биологических эффектов селективного агониста глюкокортикоидного рецептора CpdA на клеточные линии рака молочной железы различных молекулярных подтипов. Сибирский онкологический журнал 2017;16(6):41–6. OI: 10.21294/1814-4861-2017-16-6-41-46

27. Lesovaya E., Yemelyanov A., Kirsanov K. et al. Combination of a selective activator of the glucocorticoid receptor Compound A with a proteasome inhibitor as a novel strategy for chemotherapy of hematologic malignancies. Cell Cycle 2013;12(1):133–44. DOI: 10.4161/cc.23048

28. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of proteindye binding. Anal Biochem 1976;72:248–54. DOI: 10.1006/abio.1976.9999

29. Chen Z., Lan X., Wu D. et al. Ligand-dependent genomic function of glucocorticoid receptor in triple-negative breast cancer. Nat Commun 2015;6:8323. DOI: 10.1038/ncomms9323

30. Tonsing-Carter E., Hernandez K.M., Kim C.R. et al. Glucocorticoid receptor modulation decreases ER-positive breast cancer cell proliferation and suppresses wild-type and mutant ER chromatin association. Breast Cancer Res 2019;21(1):82. DOI: 10.1186/s13058-019-1164-6

31. Neve R.M., Chin K., Fridlyand J. et al. A collection of breast cancer cell lines for the study of functionally distinct cancer subtypes. Cancer Cell 2006;10(6):515–27. DOI: 10.1016/j.ccr.2006.10.008

32. Wang Z., Frederick J., Garabedian M.J. Deciphering the phosphorylation “code” of the glucocorticoid receptor in vivo. J Biol Chem 2002;277(29):26573–80. DOI: 10.1074/jbc.M110530200

33. Baida G., Bhalla P., Kirsanov K. et al. REDD1 functions at the crossroads between the therapeutic and adverse effects of topical glucocorticoids. EMBO Mol Med 2015;7(1):42–58. DOI: 10.15252/emmm.201404601

34. Bou Malhab L.J., Nair V.A., Qaisar R. et al. Towards understanding the development of breast cancer: the role of rhoj in the obesity microenvironment. Cells 2024;13(2):174. DOI: 10.3390/cells13020174. DOI: 10.3390/cells13020174

35. Fritz G., Brachetti C., Bahlmann F. et al. Rho GTPases in human breast tumours: expression and mutation analyses and correlation with clinical parameters. Br J Cancer 2002;87(6):635–44. DOI: 10.1038/sj.bjc.6600510

36. Obradovic M.M.S., Hamelin B., Manevski N. et al. Glucocorticoids promote breast cancer metastasis. Nature 2019;567(7749):540–4. DOI: 10.1038/s41586-019-1019-4