Characterization and modulation of MitoTam-induced cell death in breast carcinoma cells

Abstract

Although recent years brought many breakthrough discoveries in anti-cancer research and therapy, malignant diseases such as breast cancer (BC) still present one of the major health threats worldwide. Cancer cells usually gain resistance to the activation of regulated cell death (RCD) modalities such as caspase-dependent apoptosis. Among novel RCD-inducing agents belongs to mitochondria-targeted tamoxifen - MitoTam, which is also the major focus of this Thesis. In a panel of BC cells, we determined the energetic (mitochondrial respiration vs. glycolysis) and major RCD-related proteins (Western blotting) profiles, and using Lumascope LS720-assisted time-lapse monitoring we analyzed their sensitivity to MitoTam-induced RCD. We found out that glycolysis-preferring BC cells as MDA-MB-231 are more resistant to MitoTam treatment than mitochondrial respiration-biased MDA-MB-453 cells. However,the majority of tested BC cells can be sensitized to MitoTam by BH3 mimetics such as BCL-XL targeting A1155463 and some cellular metabolism-modulating compounds such as lactate dehydrogenase inhibitor (R)-GNE-140, especially in the pre-treatment regime. Also, other metabolism-modulating compounds such as Pyruvate Dehydrogenase Kinases inhibitor JX06 potently enhanced the efficacy and kinetics of MitoTam-induced RCD....

Poslední roky sice přinesly mnoho průlomových objevů v protirakovinném výzkumu a terapiinádorovýchonemocnění, jako je rakovina prsu (RP), tyto však stále představují jednu z hlavních zdravotních hrozeb na celém světě. Rakovinné buňky obvykle získávají rezistenci vůči aktivaci regulované buněčné smrti (RBS), jako je na kaspázách závislá apoptóza. Mezi nová látky indukující RBS patří také do mitochondrií cílený tamoxifen - MitoTam, na který se tato práce zejména zaměřuje. V panelu RP buněk jsme určili jejich profily energetických (mitochondriální respirace vs. glykolýza) drah a expresi vybraných proteinů souvisejících s RBS (Western blotting) a pomocí časosběrného monitorování buněčným analyzátorem Lumascopem LS 720 jsme analyzovali jejich citlivost na MitoTamem aktivovanou RBS. Zjistili jsme, že buňky RP preferující glykolýzu jako MDA-MB-231 jsou odolnější vůči MitoTamu než na mitochondríální respiraci vice závislé MDA-MB-453. Většina testovaných RP buňky však může být zcitlivěna k MitoTamem indukované RBS BH3mimetiky, jako je na BCL-XL cílený A1155463 a některými sloučeniny modulujícími buněčný metabolismus, jako je inhibitor laktátdehydrogenázy (R)-GNE-140, zejména v preinkubačním módu. Také další sloučeniny modulující metabolismus, jako je inhibitor pyruvátdehydrogenázových kináz JX06, významně...