Metabolismus železa a jeho mechanismus pro terapeutickou intervenci nádorových onemocnění

Abstract

EN The aim of this work was to study newly synthesized iron chelators, perform their chemical characterization and biological evaluation (compounds 4-6), verify their chelating activity toward iron ions, and assess their potential as anticancer agents. The compounds were prepared through multistep synthesis and characterized using NMR spectroscopy, HRMS, and elemental analysis. Their interactions with Fe2+ and Fe3+ ions were investigated by UV-Vis spectroscopy, and the stability constants (K) as well as the complex stoichiometries were determined. The biological effects were examined using pancreatic cancer cell lines (MIA PaCa-2, PANC-1, AsPC-1) and the non-cancerous control line BJ-hTERT. Cytotoxicity was assessed by the MTT assay, where the compounds exhibited low IC₅₀ values in the micromolar range and pronounced selectivity toward cancer cells. Fluorescence microscopy confirmed their accumulation in mitochondria and lysosomes, suggesting a possible link to mitophagy. Furthermore, Western blotting demonstrated an effect on the expression of NDRG1, TfR1, and HIF-1α proteins, indicating that the chelators influence iron metabolism, cell proliferation, and hypoxic response. These results suggest that the tested compounds represent promising chelator-based therapeutics with a targeted effect on the...

CZ Cílem práce bylo studium nově nasyntetizovaných chelátorů, jejich charakterizace a biologické hodnocení (4-6), ověření jejich chelatační aktivity vůči iontům železa a potenciál jako protinádorových látek. Sloučeniny byly připraveny vícestupňovou syntézou a charakterizovány pomocí NMR spektroskopie, HRMS a elementární analýzy. Jejich interakce s Fe2+ a Fe3+ byla sledována UV-Vis spektroskopií, přičemž byly stanoveny stabilitní konstanty (K) a stechiometrie vzniklých komplexů. Biologické účinky byly zkoumány na buněčných liniích pankreatického karcinomu (MIA PaCa-2, PANC-1, AsPC-1) a kontrolní linii BJ-hTERT. Cytotoxicita byla hodnocena metodou MTT, kde sloučeniny vykázaly nízké IC₅₀ v mikromolárním rozmezí a výraznou selektivitu k nádorovým buňkám. Fluorescenční mikroskopie potvrdila jejich akumulaci v mitochondriích a lysozomech, což naznačuje možnou souvislost s mitofagií. Western blotting dále prokázal vliv na expresi proteinů NDRG1, TfR1 a HIF-1α, čímž se potvrdil vliv chelátorů na metabolismus železa, buněčnou proliferaci a hypoxickou odpověď. Tyto výsledky naznačují, že testované látky představují perspektivní chelátorová terapeutika s cíleným účinkem na mitochondriální a železnou homeostázu nádorových buněk. Klíčová slova: chelátory železa, azulenové hydrazony, pankreatický karcinom,...