Βιολογική αποτίμηση νεοσυντιθέμενων mTOR αναστολέων σε καρκινικές σειρές

• Κύριος συγγραφέας: Ανδρωνά, Ειρήνη
• Άλλοι συγγραφείς: Androna, Eirini
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2023
• Θέματα: Βιολογική αποτίμηση; Μελάνωμα; Αναστολείς mTOR; Ανταγωνιστικοί αναστολείς ΑTP; Κινολίνη; Μορφολίνη; Βiological evaluation; WYE-687; Second generation mTOR inhibitors; GSK-2126458 (Omipalisib)

Το PI3K/AKT/mTOR είναι ένα από τα πιο συχνά σηματοδοτικά μονοπάτια, που υπερλειτουργούν λόγω απορρύθμισης σε μια πληθώρα μορφών καρκίνου. Έτσι η αναστολή της mTOR κινάσης αποτελεί έναν ιδιαίτερα ελκυστικό, θεραπευτικά στόχο. Η mTOR είναι μια εξελικτικά συντηρημένη κινάση σερίνης/θρεονίνης που σχηματίζει δυο διακριτά σύμπλοκα ανάλογα με τις πρωτεΐνες συνοδούς της, το mTORC1 και το mTORC2. Το mTORC1 ρυθμίζει την πρωτεϊνική σύνθεση, το μεταβολισμό και τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων, ενώ το mTORC2 την κυτταρική επιβίωση. Οι αλλοστερικοί αναστολείς πρώτης γενιάς αναστέλλουν σε μεγάλο βαθμό το mTORC1 αλλά όχι το mTORC2, οδηγώντας σε εκ νέου ενεργοποίηση λόγω αρνητικής ανάδρομης ανατροφοδότησης. Οι πιο εξελιγμένοι, δεύτερης γενιάς mTOR αναστολείς, που δρουν συναγωνιζόμενοι το ΑΤΡ, αναστέλλουν ταυτόχρονα και τα δυο σύμπλοκα. Συχνό πρόβλημα ωστόσο στέκεται, η ενεργοποίηση της PI3K και ακολούθως εκ νέου το μονοπατιού. Η δομική ομοιότητα των κινασών PI3K και mTOR οδήγησε στην ανακάλυψη μιας νέας κατηγορίας αναστολέων, των διπλών PI3K/mTOR αναστολέων. Βιβλιογραφική αναζήτηση για διερεύνηση της σχέσης δομής-αποτελεσματικότητας των χαρακτηριστικών ομάδων των γνωστών mTOR αναστολέων, στάθηκε η αφορμή για την σύνθεση μιας νέας σειράς αναστολέων δεύτερης γενιάς, η μελέτη της αποτελεσματικότητας των οποίων αποτέλεσε το αντικείμενο μελέτης της εν λόγω διπλωματικής. Οι νεοσυντιθέμενοι αυτοί αναστολείς, αποτελούν προϊόν συγκερασμού, του διπλού αναστολέα GSK-2126458 και του εκλεκτικού αναστολέα WYE-687. Οι συγκεκριμένοι αναστολείς επιλέχθηκαν εξαιτίας του παρόμοιου τρόπου αλληλεπίδρασης με την mTOR, μέσω ανάπτυξης δεσμού υδρογόνου με την Val2240. Στην περίπτωση του GSK-2126458, ο δεσμός αναπτύσσεται μέσω του ατόμου αζώτου του κινολικού δακτυλίου, ενώ στον WYE-687 μέσω του ατόμου οξυγόνου της μορφολίνης. Η μορφολίνη όμως δεν είναι παρά ο υποκαταστάτης του ετεροκυκλικού συστήματος της ένωσης. Για να μιμηθούμε τον παραπάνω τρόπο δράσης, μια σειρά υποκαταστατών – πιθανών δεκτών δεσμού υδρογόνου προστέθηκαν στην θέση 4 ή στην θέση 3 του κινολικού δακτυλίου του GSK-2126458. Ως αποτέλεσμα συντέθηκαν 40 νέοι mTOR αναστολείς, η αποτελεσματικότητα των οποίων ποσοτικοποιήθηκε μέσω των EC50 αυτών. Το EC50 υπολογίστηκε από την μη γραμμική παλινδρόμηση της ποσοστιαίας κυτταρικής βιωσιμότητας συναρτήσει των χρησιμοποιηθέντων συγκεντρώσεων. Αρχικά, η αποτελεσματικότητα των αναστολέων, μελετήθηκε έναντι 5 καρκινικών σειρών, ωστόσο στις σειρές HeLa, MCF-7, A549,CL1-5 οι αναστολείς δεν κατάφερναν να προκαλέσουν μείωση της κυτταρικής βιωσιμότητας, κάτω από το 50% και επομένως εγκαταλείφθηκαν. Ο έλεγχος του συνόλου των αναστολέων συνεχίστηκε εξολοκλήρου στην SkMel5 σειρά. Ξεχώρισαν 3 αναστολείς: ο GM-491-3E (EC50= 447,2 nM) και οι GM-99-6/GM-273-3 (EC50=1000 nM). Η mTORC1/ mTORC2 εκλεκτικότητα αυτών μελετήθηκε μέσω του IC50 για καθένα από τα σύμπλοκα, το οποίο με την σειρά του ποσοτικοποιήθηκε από την ανοσοαποτύπωση Western, για τις p-P70S6K (mTORC1) και p-AKT (mTORC2). Ο GM-491-3E δεν έδειξε εκλεκτικότητα έναντι κάποιου από τα δύο σύμπλοκα, με IC50 ίσο με 516 και 450 nM αντίστοιχα. Για τα GM-99- 6/GM-273-3 δεν ήταν δυνατός ο υπολογισμός των IC50, λόγω μη γραμμικής μείωσης των επιπέδων φωσφορυλίωσης.