Введение к работе
Актуальность пробісмьи Тиол -содержащим соединениям принадлежит ведущая роль в защите белков клетки от окислительного стресса, в восстановлении их дисульфидных групп и при изучении свойств белковых молекут На основе тиоловых соединений создан целый ряд синтетических антиоксидантов, снижающих клеточные повреждения, радиопротекторов, лекарственных препаратов Тиолы широко применяются в медицине при исследовании и устранении пневмотоксичности, в лечении ревматоидного артрита, передозировки ацетаминофепа Вместе с этим, тиолы в концентрациях, обычно применяемых для защиты клеток от окислительного стресса, могут давать и неожиданный повреждающий эффект [Munday, 1989, Held et al, 1996, Tartier et al, 2000, Qanungo et al, 2004] Это обусловлено их двойственной природой, в частности, способностью дитиотреитота (DTT) [Spear, Aust, 1998, Taatjes et al, 1997], N-ацетилцистеина (NAC), глутатиона (GSH) [Held, Biaglow, 1994, Kwak et al, 1995, Held et al, 1996, Chan et al, 2001, Thibodeau et al, 2001, Sagnsta et al, 2002, Bonsenko et al, 2004, Farombi et al, 2004], цистеина [Yang et al, 2000], цистеамина и других низкомолекулярных тиолов [leitner et al, 1998] генерировать активные формы кислорода (АФК) в реакции с ионами переходных металлов (Fe, Си), либо с другими радикалами и самим становиться тиильными радикалами, что в итоге ведет к повреждению ДНК и других биомолекул [Long, Hallrwell, 2001] Аналогично этому окислительный стресс и цитотоксическое действие вызывают сочетания витаминов С и Впь [Акатов и др, 2000, Akatov et al, 2000], или витамина С с фталоцианинами кобальта [Акатов и др, 2001], которые в последние годы внедряются в онкологию как противоопухолевые препараты [Вольпин с соавт , 1998], а также витамина С с менадионом [Jamison et al, 2004] Недавно мы обнаружили усиление прооксидантного действия сочетания витаминов С и Bia добавлением дитиогреитола [Соловьева и др, 2005] и предположили, что в комбинации с Со3+, входящим в состав витамина Ві:ь, тиолы, как и аскорбиновая кислота [Akatov et al, 2000], способны выступать в качестве прооксидантов Антиоксиданты, и в том числе тиолы, зачастую используются в медицине одновременно с витаминными препаратами В частности, фирмой Cobalz (UK) выпускается препарат Церефолин NAC, предлагаемый для лечения заболеваний нейроваскулярного окислительного стресса, васкулярной дименции, болезни Альцгеймера и ишемического шока В этом препарате NAC используется в сочетании с L-метилфолагом и кобаламином Как подчеркивают некоторые авторы, в антиоксидантной терапии нередко не учитывается сопутствующее постутение соединений прооксидантного действия, что может привести к понижению ее эффективности и даже к повреждающему воздействию на клетки и ткани организма [Бобырев и др, 1994] С другой стороны, цитотоксический эффект сочетания тиолов с витамином Ві2ь может быть взят за основу при разработке новых лекарственных (противоопухолевых) средств Поэтому изучение воздействия на клетки витамина Віа, в сочетании с гиол-содержащими агентами является актуальным
Цель пдботы. Целью данной работы было исследование прооксидантного и цитотоксического эффекта тиолов в сочетании с витамином Впь на опухолевые клетки inviti о
Основные задачи исследования.
-
Изучение цитотоксического эффекта тиолов в сочетании с витамином Вш на опухолевые клетки ш vitro
-
Изучение типа гибели клеток, индуцируемой действием витамина В^ь в сочетании с тиоіами
1 >
-
Исстедование прооксидантного эффекта сочетаний тиотов с Впь и установление роли активных форм кислорода в цитотоксическом действии этих сочетаний
-
Выяснение механизма клеточной гибели
Научная новизна работы. Впервые показано, что антиоксиданти тиоты в сочетании с витамином В^ь образуют прооксидантные системы и вызывают гибель клеток Синергизм цитотоксического действия тиолов в сочетании с витамином В^ь выявляется при таких концентрациях веществ, при которых они в отдельности нетоксичны Установлено, что цитотоксическое действие системы «тиолы+Виь» обусловлено генерацией и накоплением перекиси водорода во внеклеточной среде, что вызывает внутриклеточный окислительный стресс и повреждение окислительно-восстановительной системы клеток Обнаружено, что система «тиолы+витамин В1:ь» оказывает генотоксическое действие на опухолевые клетки и индуцирует апоптоз Установтено, что гибель клеток осуществляется при участии внутриклеточного железа. Обнаружено, что ранними событиями в клетках в результате повреждающего действия тиолов в сочетании с витамином Впь являются дестабилизация лизосом, однонитевые разрывы ДНК и перекисное окисление липидов клеточных мембран
Практическая значимость. Данное исследование представляет практический интерес для онкологии и фармакочогии, а также для корректного использования витаминных и антиоксидантных препаратов в медицине Работа вносит вклад в развитие представлений о молекулярных и клеточных механизмах цитотоксического действия новых прооксидантных систем
Апробация диссертации Основные результаты диссертационной работы были представлены на 9 международной Пущинской школе-конференции молодых ученых, Пушино, 2005, на 8, 9, 10 международных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», Москва, 2006, 2007, 2008 гг, на всероссийском симпозиуме «Биология клетки в культуре», Санкт-Петербург, 2006, на всероссийских конференциях молодых ученых и школы им Академика НМ Эммануэля «Окисление, окислительный стресс и антиоксиданти», Москва, 2006, 2008 гг Работа прошла апробацию на открытом заседании секции «Мочекулярная, клеточная и радиационная биология, и окружающая среда» ИТЭБ РАН 30 июня 2008г
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 статьи в рекомендованных ВАК РФ журналах
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа ииожена на 129 страницах печатного текста и состоит из Введения, Обзора литературы, Материалов и методов, изложения полученных результатов и их обсуждения, Выводов и Списка литературы (из 208 работ) Работу иллюстрируют 33 рисунков и 1 табчица
