Cytotoxic and Anticancer Activity of Pharmacological Pairs of C115H Methionine–Gamma-lyase and S-Propyl-L-Cysteine Sulfoxide

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

BACKGROUND: One of the alternate ways to developing novel medication is to use pharmacological pairs: an enzyme and a non-toxic prodrug that, under certain conditions, releases cytotoxic substances within or on the surface of the cancer cells, allowing the drug to be delivered precisely to the cancer cells.

AIM: To evaluate cytotoxic and anticancer effects of the pharmacological pair of C115H methionine-γ-lyase (C115H MGL), conjugated with daidzein (C115H MGL-Dz), and S-propyl-L-cysteine sulfoxide (propiin) against different kinds of solid tumors in vitro and in vivo.

METHODS: MTT-test was performed to determine the cytotoxicity of C115H MGL-Dz in the presence of propiin in vitro against human embryonic kidney (HEK-293), human placenta, breast cancer (MCF7, SKBR3, and T47D), colon cancer (HT29 and COLO205), pancreatic cancer (MIA PaCa-2) and prostate cancer (DU145, and PC3) cells. The anticancer activity of the pharmacological pair "C115H MGL-Dz + propiin" against SKBR3, MIA PaCa-2, and HT29 in vivo was investigated using subcutaneous xenografts in BALB/c nude mice.

RESULTS: In comparison to dipropylthiosulfinate generated in vitro using the pharmacological pairs "C115H MGL + propiin", targeted delivery of C115H MGL-Dz as a component of a pharmacological pair "C115H MGL-Dz + propiin" to generate dipropylthiosulfinate directly on the surface of cancer cells enhances cytotoxicity in all cancer cells. The study of the antitumor activity of the pharmacological pair "C115H MGL-Dz + propiin" in vivo revealed a suppression of tumor volume growth in xenografts SKBR3 (tumor growth inhibition, TGI=89%, p=0.004), MIA PaCa-2 (TGI=50%, p=0.011), and HT29 (TGI=52%, p=0.04) vs control.

CONCLUSIONS: On several cancer cells, the cytotoxicity and anticancer activity of dipropylthiosulfinate produced by the pharmacological pair "C115H MGL-Dz + propiin" was observed. Our findings may stimulate more study into the role of pharmacological pairs as a novel strategy to cancer treatment.

作者简介

Louay Abo Qoura

Peoples’ Friendship University of Russia; N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology

编辑信件的主要联系方式.
Email: louay.ko@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5391-5077
俄罗斯联邦, 6 Miklukho-Maklaya street, 117198, Moscow; 24 Kashirskoe shosse, Moscow 115478

Saida Karshieva

Peoples’ Friendship University of Russia; N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: skarshieva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2469-2315
SPIN 代码: 9154-7071
俄罗斯联邦, 6 Miklukho-Maklaya street, 117198, Moscow; 24 Kashirskoe shosse, Moscow 115478

Julia Borisova

Peoples’ Friendship University of Russia; N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: ulkabor@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0073-7729
SPIN 代码: 9757-5847
俄罗斯联邦, 6 Miklukho-Maklaya street, 117198, Moscow; 24 Kashirskoe shosse, Moscow 115478

Vadim Pokrovsky

Peoples’ Friendship University of Russia; N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: pokrovskiy-vs@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0003-4006-9320
SPIN 代码: 4552-1226

MD, Dr. Sci. (Med.)

俄罗斯联邦, 6 Miklukho-Maklaya street, 117198, Moscow; 24 Kashirskoe shosse, Moscow 115478

参考

  1. Xu G, McLeod HL. Strategies for enzyme/prodrug cancer therapy. Clinical cancer research: an official journal of the American Association for Cancer Research. 2001;7(11):3314–3324.
  2. Fujisawa H, Watanabe K, Suma K, et al. Antibacterial Potential of Garlic-Derived Allicin and Its Cancellation by Sulfhydryl Compounds. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 2009;73(9):1948–1955. doi: 10.1271/bbb.90096
  3. Lancaster JE, Collin HA. Presence of alliinase in isolated vacuoles and of alkyl cysteine sulphoxides in the cytoplasm of bulbs of onion (Allium cepa). Plant Science Letters. 1981;22(2):169–176. doi: 10.1016/0304-4211(81)90139-5
  4. Cai XJ, Block E, Uden PC, Quimby BD, Sullivan JJ. Allium Chemistry: Identification of Natural Abundance Organoselenium Compounds in Human Breath after Ingestion of Garlic Using Gas Chromatography with Atomic Emission Detection. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 1995;43(7):1751–1753. doi: 10.1021/jf00055a001
  5. Morozova E.A., Kulikova V.V., Yashin D.V., et al. Kinetic parameters and cytotoxic activity of recombinant methionine-g-lyase from Clostridium tetani, Clostridium sporogenes, Porphyromonas gingivalis and Clitrobacter freundii. Acta Naturae. 2013;5(3):92-98.
  6. doi: 10.32607/20758251-2013-5-3-92-98
  7. Morozova E, Anufrieva N, Koval V, et al. Conjugates of methionine γ-lyase with polysialic acid: Two approaches to antitumor therapy. International Journal of Biological Macromolecules. 2021;182:394–401. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2021.03.201
  8. Anufrieva NV, Morozova EA, Kulikova VV, et al. Sulfoxides, Analogues of L-Methionine and L-Cysteine As Pro-Drugs against Gram-Positive and Gram-Negative Bacteria. Acta Naturae. 2015;7(4):128–135. doi: 10.32607/20758251-2015-7-4-128-135
  9. Sarkar FH, Li Y. Soy Isoflavones and Cancer Prevention. Cancer Investigation. 2003;21(5):744–757. doi: 10.1081/CNV-120023773
  10. Morozova EA, Kulikova VV, Rodionov AN, et al. Engineered Citrobacter freundii methionine γ-lyase effectively produces antimicrobial thiosulfinates. Biochimie. 2016;128–129:92–98. doi: 10.1016/j.biochi.2016.07.007
  11. Bank U, Reinhold D, Ansorge S. Messung der zellulären Aktivität mit Hilfe des MTT-Farbtests. Untersuchungen zur Optimierung des Verfahrens. Allergie und Immunologie. 1991;37(3–4):119–123. (In German).
  12. Miron T, Rabinkov A, Mirelman D, Weiner L, Wilchek M. A Spectrophotometric Assay for Allicin and Alliinase (Alliin lyase) Activity: Reaction of 2-Nitro-5-thiobenzoate with Thiosulfinates. Analytical Biochemistry. 1998;265(2):317–325. doi: 10.1006/abio.1998.2924
  13. Tomayko MM, Reynolds CP. Determination of subcutaneous tumor size in athymic (nude) mice. Cancer Chemotherapy and Pharmacology. 1989;24(3):148–154. doi: 10.1007/BF00300234
  14. Bagshawe KD. Antibody-directed enzyme prodrug therapy (ADEPT) for cancer. Expert Review of Anticancer Therapy. 2006;6(10):1421–1431. doi: 10.1586/14737140.6.10.1421
  15. Ma HR, Wang J, Chen YF, et al. Icariin and icaritin stimulate the proliferation of SKBr3 cells through the GPER1-mediated modulation of the EGFR-MAPK signaling pathway. International Journal of Molecular Medicine. 2014;33(6):1627–1634. doi: 10.3892/ijmm.2014.1722
  16. Mesmar F, Dai B, Ibrahim A, et al. Clinical candidate and genistein analogue AXP107-11 has chemoenhancing functions in pancreatic adenocarcinoma through G protein-coupled estrogen receptor signaling. Cancer Medicine. 2019;8(18):7705–7719. doi: 10.1002/cam4.2581
  17. Jacenik D, Beswick EJ, Krajewska WM, Prossnitz ER. G protein-coupled estrogen receptor in colon function, immune regulation and carcinogenesis. World Journal of Gastroenterology. 2019;25(30):4092–4104. doi: 10.3748/wjg.v25.i30.4092
  18. Appel E, Rabinkov A, Neeman M, Kohen F, Mirelman D. Conjugates of daidzein-alliinase as a targeted pro-drug enzyme system against ovarian carcinoma. Journal of Drug Targeting. 2011;19(5):326–335. doi: 10.3109/1061186X.2010.504265
  19. Samartzis EP, Noske A, Meisel A, et al. The G Protein-Coupled Estrogen Receptor (GPER) Is Expressed in Two Different Subcellular Localizations Reflecting Distinct Tumor Properties in Breast Cancer. PLoS ONE. 2014;9(1):e83296. doi: 10.1371/journal.pone.0083296
  20. Abo Qoura L, Morozova EA, Koval VS, et al. Cytotoxic and antitumor properties of methionine γ-lyase conjugate in combination with S-alk(en)yl–L-cysteine sulfoxides. Russian Journal of Biotherapy. 2022;21(4):62–70. (In Russ). doi: 10.17650/1726-9784-2022-21-4-62-70

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. The pharmacological pair «C115H MGL-Dz + propiin» decreases tumor volume in vivo in the nude BALB/c mice with SKBR3 human breast cancer xenografts.

下载 (159KB)
索引源数据
3. Fig. 2. The pharmacological pair «C115H MGL-Dz + propiin» decreases tumor volume in vivo in the nude BALB/c mice with MIA PaCa-2 pancreatic adenocarcinoma cancer xenografts.

下载 (145KB)
索引源数据
4. Fig. 3. The pharmacological pair «C115H MGL-Dz + propiin» decreases tumor volume in vivo in the nude BALB/c mice with HT29 colon cancer xenografts.

下载 (156KB)
索引源数据

版权所有 © Eco-Vector, 2023


 


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».