In vitro биолошка евалуација аналога di-tert-бутилфенола на бази p-карборана

Abstract

Tаргетовање медијатора инфламације као што су циклооксигеназа-2 (COX) и 5-липоксигеназа (5-LO) може бити обећавајућа стратегија у лечењу канцера. У циљу побољшања селективности, карборан је уграђен у комерцијалне двоструке инхибиторе COX-2/5-LО. У овој студији, процењена је антитуморска активност деривата di-tert-бутилфенола (R-830, KME-4, E-5110, and S-2474) и њихових одговарајућих аналога карборана (R-830-Cb, KME-4-Cb, E-5110-Cb, S-2474-Cb) на панелу хуманих ћелијских линија рака (A375, A549, HCT116, HT-29, and MDA-MB-231). Третман дериватима di-tert-бутилфенола смањио је вијабилност свих ћелија рака на дозно зависан начин након 72 h. Истовремено, уградња p-карборан групе је резултирала смањењем цитотоксичног потенцијала за све тестиране аналоге карборана, осим R-830-Cb. Стога су за даље испитивање потенцијалног механизма деловања одабрани R-830 и његов карборан аналог R-830-Cb. За разлику од R-830, његов карборански пандан није утицао на вијабилитет ћелија примарног перитонеалног ексудата, што указује да је уградња карборана побољшала селективност према малигном фенотипу. Смањење вијабилности туморских ћелија изазвано R-830-Cb је праћено губитком дeoбног потенцијала, док је одређени проценат HCT116 ћелија био подвргнут програмираној ћелијској смрти зависном од каспаза. Паралелно, флуоресцентна микроскопија је открила присуство бројних ћелија са абнормалним нуклеусима и кондензованим хроматином. Даље, обустављање аутофагије употребом инхибитора аутофагије 3-метил аденина (3-МА) и хлорокина, открило је цитопротективну улогу овог процеса, компромитујући активност лека. Сви уочени ефекти били су праћени смањеном производњом реактивних врста кисеоника и азота (ROS/RNS) што указује на поремећен редокс статус ћелија као одговор на третман. Узевши заједно, аналог R-830-Cb на бази карборана је обећавајући кандидат за даљу процену антитуморског ефекта in vivo.

Targeting inflammatory mediators, such as cyclooxygenase-2 (COX) and 5-lipoxygenase (5-LO), may be a promising strategy for the treatment of cancer. To improve the selectivity, a carborane moiety was incorporated into known dual COX-2/5-LO inhibitors. In the present study, we have evaluated the antitumor activity of di-tert-butylphenol derivatives (R-830, KME-4, E-5110, and S-2474) and their respective p-carborane analogs (R-830-Cb, KME-4-Cb, E-5110-Cb, and S-2474-Cb) on a panel of human cancer cell lines (A375, A549, HCT116, HT-29, and MDA-MB-231). Treatment with di-tert-butylphenol derivatives decreased the viability of all cancer cells in a dose-dependent manner after 72 h. At the same time, incorporation of a p-carborane moiety resulted in diminished cytotoxic potential for all tested carborane analogs, except R-830-Cb. Thus, for further investigation of the potential mechanism of action, R-830 and its p-carborane analog R-830-Cb were selected. Differently to R-830, its carborane counterpart did not affect the viability of primary peritoneal exudate cells, indicating that incorporation of the carborane cage improved selectivity toward the malignant phenotype. Tumor cell viability decrease triggered by R-830-Cb was followed by a loss of dividing potential, while a certain percentage of HCT116 cells was subjected to caspase-dependent programmed cell death. In parallel, fluorescent microscopy revealed the presence of numerous cells with abnormally shaped nuclei and condensed chromatin. Furthermore, abolishment of the autophagy using autophagy inhibitors 3-methyladenine (3-MA) and chloroquine, revealed a cytoprotective role of this process, compromising the activity of the drug. All observed effects were accompanied by reduced production of reactive oxygen and nitrogen species (ROS/RNS) indicating a disturbed redox status of the cells in response to the treatment. Taken together, carborane-based analog R-830-Cb is a promising candidate for further assessment of the antitumor effect in vivo.