3-hydroxyquinazoline derivatives, analogues of erastin, induce ferroptosis in colorectal cancer cells

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In recent years, significant progress has been achieved in the treatment of patients with colon cancer, but in most cases treatment is accompanied by the development of drug resistance. Recently discovered iron-dependent cell death, ferroptosis, makes it a promissing therapeutic target to reduce the recurrence rates. In this study we have examined the effect of 3-hydoxyquinazoline derivatives on ferroptosis induction in two colon cancer cells HCT-116 and DLD-1. The ferroptotic cell death was identified by the level of lipid peroxidation. The level of lipid peroxidation in HCT-116 cells induced by some compounds approached the activity of the reference drug erastin. This scenario changed significantly when the ferroptosis induction was studied in DLD-1 cells. Two 3-hydroxyquinazoline derivatives induced levels of lipid peroxidation in DLD-1 cells that exceeded those of erastin. The preliminary results obtained suggest that three new compounds can be considered as an antitumor agent for the treatment of colon cancer, and also indicate the prospects of further searching for ferroptosis inducers among 3-hydroxyquinazoline derivatives.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. N. Osipov

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology of the Ministry of Health of Russia

Author for correspondence.
Email: ovn65@yandex.ru
Russian Federation, Kashirskoe shosse 24, Moscow, 115478

A. A. Vartanyan

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology of the Ministry of Health of Russia

Email: ovn65@yandex.ru
Russian Federation, Kashirskoe shosse 24, Moscow, 115478

D. A. Khochenkov

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology of the Ministry of Health of Russia

Email: ovn65@yandex.ru
Russian Federation, Kashirskoe shosse 24, Moscow, 115478

D. V. Gusev

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology of the Ministry of Health of Russia

Email: ovn65@yandex.ru
Russian Federation, Kashirskoe shosse 24, Moscow, 115478

O. V. Fateenkova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of Russia (Sechenov University)

Email: ovn65@yandex.ru
Russian Federation, ul. Trubetskaya 8/2, Moscow, 119991

D. S. Khachatryan

National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: ovn65@yandex.ru
Russian Federation, pl. Akad. Kurchatova 1, Moscow, 123182

L. M. Borisova

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology of the Ministry of Health of Russia

Email: ovn65@yandex.ru
Russian Federation, Kashirskoe shosse 24, Moscow, 115478

References

  1. Fabregas J.C., Ramnaraign B., George T.J. // Clin. Colorectal Cancer. 2022. V. 21. P. 198–203. https://doi.org/10.1016/j.clcc.2022.05.006
  2. Grazzini G., Danti G., Chiti G., Giannessi C., Pradella S., Miele V. // Diagnostics (Basel). 2023. V. 13. P. 2104–2115. https://doi.org/10.3390/diagnostics13122104
  3. Afrăsânie V.A., Marinca M.V., Alexa-Stratulat T., Gafton B., Păduraru M., Adavidoaiei A.M., Miron L., Rusu C. // Radiol. Oncol. 2019. V. 53. P. 265–274. https://doi.org/10.2478/raon-2019-0033
  4. Kozovska Z., Gabrisova V., Kucerova L. // Biomed. Pharmacother. 2014. V. 68. P. 911–916. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2014.10.019
  5. Van der Jeught K., Xu H.C., Li Y.J., Lu X.B., Ji G. // World J. Gastroenterol. 2018. V. 24. P. 3834–3848. https://doi.org/10.3748/wjg.v24.i34.3834
  6. Dixon S.J., Lemberg K.M., Lamprecht M.R., Skouta R., Zaitsev E.M., Gleason C.E., Patel D.N., Bauer A.J., Cantley A.M., Yang W.S., Morrison B., 3rd, Stockwell B.R. // Cell. 2012. V. 149. P. 1060–1072. https://doi.org/10.1016/j.cell.2012.03.042
  7. Negri F., Bottarelli L., de’Angelis G.L., Gnetti L. // Int. J Mol. Sci. 2022. V. 23. P. 4120–4128. https://doi.org/10.3390/ijms23084120
  8. Zhang C., Liu X., Jin S., Chen Y., Guo R. // Mol. Cancer. 2022. V. 21. P. 47–59. https://doi.org/10.1186/s12943-022-01530-y
  9. Prutki M., Poljak-Blazi M., Jakopovic M., Tomas D., Stipancic I., Zarkovic N. // Cancer Lett. 2006. V. 238. P. 188–96. https://doi.org/10.1016/j.canlet.2005.07.001
  10. Demir H., Beypinar I., Urvay S., Davarci S.E., Baykara M. // Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2021. V. 25. P. 6473–6479. https://doi.org/10.26355/eurrev_202111_27091
  11. Xu T., Ding W., Ji X., Ao X., Liu Y., Yu W., Wang J. // J. Cell Mol Med. 2019. V. 23. P. 4900–4912. https://doi.org/10.1111/jcmm.14511
  12. Galluzzi L., Vitale I., Warren S., Adjemian S., Agostinis P., Martinez A.B., Chan T.A., Coukos G., Demaria S., Deutsch E., Draganov D., Edelson R.L., Formenti S.C., Fucikova J., Gabriele L., Gaipl U.S., Gameiro S.R., Garg A.D., Golden E., Han J., Harrington K.J., Hemminki A., Hodge J.W., Hossain D.M.S., Illidge T., Karin M., Kaufman H.L., Kepp O., Kroemer G., Lasarte J.J., Loi S., Lotze M.T., Manic G., Merghoub T., Melcher A.A., Mossman K.L., Prosper F., Rekdal Ø., Rescigno M., Riganti C., Sistigu A., Smyth M.J., Spisek R., Stagg J., Strauss B.E., Tang D., Tatsuno K., van Gool S.W., Vandenabeele P., Yamazaki T., Zamarin D., Zitvogel L., Cesano A., Marincola F.M. // J. Immunother. Cancer. 2020. V. 8. P. e000337. https://doi.org/10.1136/jitc-2019-000337
  13. Sprooten J., De Wijngaert P., Vanmeerbeerk I., Martin S., Vangheluwe P., Schlenner S., Krysko D.V., Parys J.B., Bultynck G., Vandenabeele P., Garg A.D. // Cells. 2020. V. 9. P. 1823. https://doi.org/10.3390/cells9081823
  14. Wiernicki B., Maschalidi S., Pinney J., Adjemian S., Vanden Berghe T., Ravichandran K.S., Vandenabeele P. // Nat. Commun. 2022. V. 13. P. 3676. https://doi.org/10.1038/s41467-022-31218-2
  15. Борисова Л.М., Осипов В.Н., Гусев Д.В. Голубева И.С., Киселева М.П., Вартанян А.А. // Рос. биотерапевтич. журнал. 2021. Т. 20. С. 67–73. https://doi.org/10.17650/1726-9784-2021-20-1-67-73
  16. Борисова Л.М., Осипов В.Н., Голубева И.С., Киселева М.П., Хоченков Д.А., Вартанян А.А. // Усп. мол. онкологии. 2022. Т. 9. С. 48–56. https://doi.org/10.17650/2313-805X-2022-9-1-48-56
  17. Wang Y., Wu X., Ren Z., Li Y., Zou W., Chen J., Wang H. // Drug Resist. Updat. 2023. V. 66. P. 100916. https://doi.org/10.1016/j.drup.2022.100916
  18. Вартанян А.А., Осипов В.Н., Хоченков Д.А., Гусев Д.В., Борисова Л.М. // Патент RU 2722308 С1, опубл. 28.05.2020.
  19. Trainer D.L., Kline T., McCabe F.L., Faucette L.F., Feild J., Chaikin M., Anzano M., Rieman D., Hoffstein S., Li D.J., Gennaro D., Buscarino C., Lynch M., Poste G., Greig R. // Int. J. Cancer. 1988. V. 41. P. 287–296. https://doi.org/10.1002/ijc.2910410221
  20. Chen S.K., Ma W.Q., Yan Z.B., Zhang F.M., Wang S.H., Nu Y.Q., Zhang X.M., Tian J.M. // J. Am. Chem. Soc. 2018. V. 140. P. 10099–10103. https://doi.org/10.3389/fphar.2017.00992
  21. Martinez A.M., Kim A., Yang W.S. // Methods Mol. Biol. 2020. V. 2108. P. 125–130. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-0247-8_11
  22. Sakata S., Larson D.W. // Surg. Oncol. Clin. N. Am. 2022. V. 31. P. 255–264. https://doi.org/10.1016/j.soc.2021.11.006
  23. Zhang C., Liu X., Jin S., Chen Y., Guo R. // Mol. Cancer. 2022. V. 21. P. 47–58. https://doi.org/10.1186/s12943-022-01530-y

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Effect of compound (VIIa) on the induction of ferroptosis in HCT-116 cells: (a) – control – cell growth with 5% DMSO; (b) – cell growth with 1/3 IC50 erastin; (c) – cell growth with 1/3 IC50 of compound (VIIa). Scale bar – 100 µm.

Download (151KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Quantitative characteristics of the intensity of lipid peroxidation in HCT-116 and DLD-1 cells. K – fluorescence intensity induced by erastin, 1–7 – compounds (VIIa–g), respectively. Data are presented as mean ± standard deviation, p < 0.05.

Download (69KB)
Indexing metadata
4. Scheme 1. Synthesis of 3-hydroxyquinozaline derivatives. Reagents and conditions: i – CH2Cl2/H2O, thiophosgene; ii – AcONa, H2O; iii – NaOH, NH2OH . HCl, H2O; iv – NH2NH2 . H2O, ethanol; v – acetylacetone, ethanol; vi – benzyl chloroacetate, K2CO3, DMF.

Download (94KB)
Indexing metadata
5. Tab. 1, fig. 1

Download (23KB)
Indexing metadata
6. Tab. 1, fig. 2

Download (23KB)
Indexing metadata
7. Tab. 1, fig. 3

Download (23KB)
Indexing metadata
8. Tab. 1, fig. 4

Download (23KB)
Indexing metadata
9. Tab. 1, fig. 5

Download (22KB)
Indexing metadata
10. Tab. 1, fig. 6

Download (22KB)
Indexing metadata
11. Tab. 1, fig. 7

Download (23KB)
Indexing metadata
12. Tab. 1, fig. 8

Download (27KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».