Inhibitory effect of DL-butionine sulfoximine on P-glycoprotein activity in vitro

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Background. P-glycoprotein (Pgp) is a multidrug resistance protein 1 with broad substrate specificity. Its functioning can change under the influence of various substances, so the search for endogenous and exogenous compounds that modulate the activity of the transporter protein is an important area of research.

Aim. To evaluate the effect of DL-butionine sulfoximine on the activity and amount of the Pgp transporter protein in Caco-2 cells.

Material and methods. The study was performed on a human colon adenocarcinoma cell line (Caco-2). Cells were incubated with DL-butionine sulfoximine and quinidine (a classical Pgp inhibitor) at concentrations of 1, 5, 10, 50, 100, and 500 µM for 3 hours. Pgp activity was evaluated by the transport of its substrate, fexofenadine, which concentration was determined by high performance liquid chromatography with ultraviolet detection (Stayer, Russia). The results were analyzed using StatSoft Statistica 13.0 (ANOVA), IC50 was calculated using GraphPad Prism 8 software. Differences were considered statistically significant at p <0.05.

Results. Incubation with DL-butionine sulfoximine and quinidine at concentrations of 1–500 µM for 3 hours did not affect the amount of Pgp in Caco-2 cells. Pgp activity decreased when using DL-butionine sulfoximine at concentrations of 50–500 µM by a maximum of 47.7% (p=0.040). Quinidine at concentrations of 5–500 µM reduced Pgp activity by a maximum of 79.1% (p=0.0002) at a concentration of 500 µM. Quinidine inhibited Pgp activity at lower concentrations compared to DL-butionine sulfoximine: the IC50 of fexofenadine with quinidine was 5.16±0.59 µmol/l, for DL-butionine sulfoximine it was 17.21±2.46 µmol/l (p= 0.001).

Conclusion. DL-butionine sulfoximine has a direct inhibitory effect on the activity of the Pgp transporter protein on the Caco-2 cell line.

Full Text

Р-гликопротеин (Pgp, ABCB1-белок, MDR1-белок) — белок множественной лекарственной устойчивости 1, обеспечивающий удаление эндо- и ксенобиотиков из клетки и обладающий широкой субстратной специфичностью. К его субстратам относят преимущественно липофильные вещества с молекулярной массой 330–4000 Да.

Функционирование Pgp может изменяться под влиянием различных веществ. Так, рифампицин и карбамазепин повышают активность данного белка-транспортёра и, следовательно, являются его индукторами [1]. Верапамил, амиодарон, кетоконазол, хинидин ингибируют активность Pgp [2].

Изменение функционирования Pgp имеет большое значение для клинической практики, так как может приводить к нежелательным межлекарственным взаимодействиям. Так, повышенная активность Pgp может вызывать уменьшение концентрации субстратов Pgp в плазме крови и соответственно снижать эффективность проводимой терапии. Снижение активности Pgp, наоборот, сопровождается повышением содержания его субстратов в организме, что будет способствовать развитию побочных эффектов [3]. С другой стороны, наличие у веществ свойства ингибировать функциональную активность белка-транспортёра можно использовать в терапии онкологических заболеваний с целью преодоления множественной лекарственной устойчивости опухолевых клеток, которая связана с гиперэкспрессией Pgp [4].

Известно, что на функциональную активность Pgp влияют не только химические вещества и лекарственные препараты, но и изменения условий микроокружения и внутренней среды клетки [5], например окислительно-восстановительный статус. Для моделирования окислительного стресса используют вещества-ингибиторы синтеза глутатиона, например ингибитор глутамилцистеинсинтетазы DL-­бутионинсульфоксимин (БСО) [6].

Показано, что в опухолевых клетках предстательной железы DU-145 воздействие БСО в концентрации 50 мМ в течение 7 дней вызывало снижение экспрессии Pgp [7], что было связано с увеличением уровня активных форм кислорода. Воздействие БСО на монослой эндотелиальных клеток сосудов головного мозга в концентрациях до 800 мкМ вызывало увеличение экспрессии Pgp, при этом концентрации от 400 мкМ снижали жизнеспособность клеток [8], что также обусловлено развитием окислительного стресса.

В настоящее время доказано, что БСО усиливает терапевтическую эффективность доксорубицина — субстрата Pgp — in vivo [9, 10], однако механизм данного межлекарственного взаимодействия не описан. Предполагают, что эффект БСО в подавлении лекарственной устойчивости опосредован изменением уровня внутриклеточного глутатиона [11], при этом самостоятельное влияние БСО на активность Pgp не изучали, что и послужило целью настоящего исследования.

Цель

Цель исследования — оценить влияние БСО на активность и количество белка-транспортёра Pgp в клетках линии Сасо-2.

Материал и методы исследования

Исследование выполнено на линии клеток аденокарциномы ободочной кишки человека (Caco-2) (ЦКП «Коллекция культур клеток позвоночных», Санкт-Петербург, Россия). Клетки культивировали при 37 °С и 5% содержании СО2 в инкубаторе WS-189C (World Science, Корея) в модифицированной Дульбекко среде Игла (DMEM) с высоким содержанием глюкозы (4500 мг/л) (Sigma-Aldrich, Германия), с добавлением L-глутамина (4 мМ) (Sigma-Aldrich, Германия), 15% эмбриональной бычьей сыворотки (Sigma-Aldrich, Германия), 100 ЕД/мл и 100 мкг/мл пенициллина и стрептомицина соответственно (Sigma-Aldrich, Германия). Для определения количества Pgp клетки культивировали в 6-луночных планшетах, для оценки трансэпителиального сопротивления и активности Рgp — в специальных трансвелл-­системах.

Срок культивирования клеток составил 21 сут, поскольку за это время происходит их спонтанная дифференцировка в энтероцитоподобные клетки, гиперэкспрессирующие Pgp.

В ходе исследования были сформированы следующие экспериментальные группы:
1) контрольная группа — клетки линии Сасо-2 инкубировали в питательной среде без добавления тестируемых веществ;
2) контроль ингибирования активности Pgp с оценкой активности и количества белка-транспортёра — клетки линии Сасо-2 инкубировали в питательной среде с добавлением классического ингибитора Pgp хинидина (Sigma Aldrich, США) в концентрациях 1, 5, 10, 50, 100 и 500 мкМ в течение 3 ч;
3) оценка влияния БСО на активность и количество Pgp — клетки линии Сасо-2 инкубировали с БСО в концентрациях 1, 5, 10, 50, 100 и 500 мкМ в течение 3 ч.

На каждый эксперимент было выполнено 3 повторения (n=3).

Определение количества Рgp выполняли методом вестерн-блот. После окончания экспозиции с БСО и хинидином клетки снимали с лунок раствором трипсин-ЭДТА (Sigma-­Aldrich, Германия), трижды промывали раствором фосфатного буфера (BioRad, США) и лизировали в NP40 Cell Lysis Buffer Thermo (Thermo ­Fisher Scientific, США) c добавлением смеси ингибиторов протеиназ (Sigma-Aldrich, Германия) в течение 30 мин при +4 °С и постоянном перемешивании из расчёта 107 клеток на 100 мкл буфера. Полученный лизат центрифугировали при 13 000 об./мин в течение 10 мин (AvantiJXN-3, BeckmanCoulter, США).

Белки (30 мкг) подвергали электрофорезу с использованием TGX Stain-Free FastCast Acrylamide Kit (Bio-Rad) в буферной системе Laemmli (BioRad). Перед загрузкой образцы обрабатывали в соответствии с протоколом Bio-Rad. Их смешивали с буфером для образцов Laemmli (Bio-Rad), содержащим 2,5% 2-меркаптоэтанола (Bio-Rad) в соотношении 1:3, инкубировали 5 мин при температуре 70 °C. Гели прогоняли при 100 В в течение 90 мин.

Для определения относительного количества Pgp методом вестерн-блот использовали первичные мышиные поликлональные антитела [PA5-28801 Pgp Monoclonal Antibody (1D12G1), Invitrogen, США] в концентрации 1:200. Визуализацию первичных антител осуществляли с использованием вторичных кроличьих антител [Rabbit anti-Mouse IgG (H+L) Secondary Antibody, HRP, Invitrogen, США] в разведении 1:4000. Белки визуализировали хемилюминесценцией с помощью ChemiDoc XRS+ (Bio-Rad, США). Интенсивность полученных полос (бэндов) анализировали денситометрически с помощью программного обеспечения ImageLab (Bio-Rad, США). Количество Pgp оценивали относительно содержания белка домашнего хозяйства GAPDH [первичные GAPDH Loading Control Monoclonal Antibody (GA1R), DyLight 68, Invitrogen, США, разведение 1:1000, вторичные антитела — вторичные кроличьи антитела к первичным антителам GAPDH — Rabbitanti-Mouse IgG (H+L) Secondary Antibody, HRP, Invitrogen, США, разведение 1:4000].

Определение активности Рgp проводили по проникновению субстрата Pgp (фексофенадина) через билипидную мембрану клеток линии Caco-2 в специальных трансвелл-системах (рис. 1).

 

Рис. 1. Структура трансвелл-системы

 

Трансвелл-система представлена двумя камерами: апикальной и базолатеральной. Дно апикальной камеры — полупроницаемая мембрана, на которую высеивали клетки линии Caco-2 с плотностью 105/см2 (или 33 тыс. клеток на 1 ячейку) и культивировали в течение 21 сут.

До и после инкубации клеток с веществами оценивали целостность клеточного монослоя по величине трансэпителиального сопротивления. При его значении выше 500 мОм×см2 выполняли транспортные эксперименты. Для этого в лунки трансвелл-системы добавляли питательную среду с БСО или хинидином в тестируемых концентрациях. После окончания инкубации питательную среду заменяли на транспортную среду, представляющую собой раствор Хэнкса (Sigma-Aldrich, Германия) с 25 мМ Хепес (Sigma-Aldrich, Германия) и 1% диметилсульфоксида (ПанЭко, Россия).

Контрольное исследование проводили следующим образом. В апикальную камеру в конечной концентрации добавляли субстрат Pgp — фексофенадин (Sigma-Aldrich, Германия) в конечной концентрации 150 мкМ [12]. Через 1, 2 и 3 ч забирали образцы из базолатеральной камеры для определения концентрации субстрата (a-b транспорт, обусловленный пассивной диффузией, против работы Pgp). В аналогичных трансвелл-системах оценивали транспорт фексофенадина из базолатеральной камеры в апикальную (b-a транспорт, обусловленный пассивной диффузией и функционированием Pgp). Для этого субстрат в той же концентрации добавляли в базолатеральную камеру, а затем через 1, 2 и 3 ч забирали образцы из апикальной камеры для определения концентрации фексофенадина.

Для оценки принадлежности вещества к ингибиторам проводили исследование, в котором в лунки трансвелл-системы добавляли питательную среду с БСО или хинидином (контроль ингибирования) в тестируемых концентрациях в обе камеры (апикальную и базолатеральную) вне зависимости от направления транспорта фексофенадина. Время инкубации составляло 3 ч.

После окончания инкубации питательную среду заменяли на транспортную среду, представляющую собой раствор Хэнкса (Sigma-Aldrich, Германия) с 25 мМ Хепес (Sigma-Aldrich, Германия) и 1% диметилсульфоксида (ПанЭко, Россия).

Транспорт маркёрного субстрата рассчитывали по формуле [13]:

где Рарр — коэффициент кажущейся проницаемости (apparent permeability coefficient); dQ/dt — изменение концентрации субстрата в камере-реципиенте за время инкубации; A — площадь полупроницаемой мембраны лунки в трансвелл-системе; C0 — начальная концентрация субстрата в камере-доноре.

Определение концентрации фексофенадина в транспортной среде проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с ультрафиолетовым детектированием при длине волны 220 нм. Исследование выполняли на ВЭЖХ-хроматографе «Стайер» (Россия) по оригинальной методике [14]. Полученную пробу транспортной среды (50 мкл), содержащую фексофенадин, разводили в 150 мкл подвижной фазы, и 100 мкл полученного раствора вводили в хроматограф.

При анализе использовали хроматографическую колонку Phenomenex Synergi 4u ­Polar-RP 80A (250×4,6) (США) с зернением 4 мкм. Температура разделения 45 °С. Скорость потока 1 мл/мин. Состав подвижной фазы: 128 мл ацетонитрила (PanReac AppliChem, Испания), 267,4 мл воды деионизированной, 6,33 мл кислоты уксусной ледяной (PanReac AppliChem, Испания) с добавлением триэтиламина (Pan­Reac AppliChem, Испания) до pH=6,7. Время удерживания фексофенадина в данных условиях составляло 12,8 мин. Количественное определение проводили методом абсолютной калибровки по площади пиков. Аналитический диапазон методики составлял 1,2–57,4 мкмоль/л.

На основе полученных данных рассчитывали концентрацию полумаксимального ингибирования (IC50).

Статистический анализ полученных результатов проводили с помощью программ StatSoft Statistica 13.0 и Microsoft Excel. Построение графиков и расчёт IC50 выполняли с использованием программы GraphPad Prism 8. Для оценки статистической значимости различий использовали дисперсионный анализ (ANOVA), попарные сравнения выполняли с помощью критерия Ньюмена–Кейлса. Статистически значимыми считали различия при p <0,05.

Результаты

При анализе влияния БСО и хинидина на количество Pgp, оценённое методом вестерн-блот, были получены следующие результаты. Инкубация с БСО и хинидином в концентрациях 1–500 мкМ в течение 3 ч не влияла на количество белка-транспортёра в клетках линии ­Сасо-2 (рис. 2).

 

Рис. 2. Относительное количество Р-гликопротеина (Pgp) в клетках линии Сасо-2 при воздействии DL-бутионинсульфоксимина (БСО) и хинидина в концентрациях 1–500 мкМ в течение 3 ч; К — контроль; GAPDH — глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа

 

Влияние БСО на плотность межклеточных контактов оценивали по величине трансэпителиального сопротивления монослоя клеток. До начала экспериментов сопротивление клеточного монослоя составило 826,5±45,7 мОм×см2. После инкубации клеток с тестируемыми веществами данный показатель не изменился и составил 799,5±26,9 и 815,3±26,7 мОм×см2 (р >0,05) при экспозиции с БСО и хинидином соответственно. Таким образом, полученные результаты демонстрируют, что плотность межклеточных контактов не изменялась при воздействии БСО в течение 3 ч на клетки линии Сасо-2.

БСО и хинидин оказывали следующее влияние на активность Pgp. БСО в концентрациях 50, 100 и 500 мкМ при инкубации в течение 3 ч снижал коэффициент кажущейся проницаемости b-a (Papp b-a) для фексофенадина на 35,1% (р=0,049), 46,0% (р=0,042) и 47,7% (р=0,040) (табл. 1) и отношения коэффициентов кажущейся проницаемости Papp (b-a)/ Papp (a-b) на 47,2% (р=0,046), 65,5% (р=0,041) и 66,9% (р=0,040) соответственно (см. табл. 1). Данные результаты свидетельствуют о снижении активности белка-транспортёра.

 

Таблица 1. Влияние DL-бутионинсульфоксимина (БСО) на транспорт субстрата Р-гликопротеина (Pgp) фексофенадина через билипидную мембрану клеток Сасо-2(M±SD, n=3)

Вещество

Концентрация, мкМ

Papp b-a, см/с, ×10–6

Papp a-b, см/с, ×10–6

Papp (b-a)/ Papp (a-b)

Контроль

—

3,02±0,12

1,11±0,37

2,90±0,89

Хинидин

1

2,92±0,36

1,54±0,21

1,90±0,05*

5

2,04±0,09*

1,29±0,02

1,59±0,05*

10

0,94±0,08*

1,15±0,12

0,83±0,09*

50

0,69±0,16*

1,33±0,42

0,54±0,05*

100

0,65±0,09*

1,31±0,37

0,51±0,08*

500

0,63±0,14*

1,54±0,79

0,45±0,11*

БСО

1

3,52±1,01

1,27±0,19

2,82±1,35

5

3,10±0,71

1,39±0,18

2,15±0,51

10

2,95±0,21#

1,42±0,22

2,12±0,47#

50

1,96±0,25*#

1,31±0,32

1,53±0,27*#

100

1,63±0,29*#

1,66±0,25

1,00±0,26*#

500

1,58±0,28*#

1,67±0,17

0,96±0,23*#

Примечание: *достоверное отличие от контроля (р <0,05); #достоверное отличие от хинидина (р <0,05).

 

Таким образом, учитывая отсутствие изменений количества Pgp при данном сроке инкубации, полученные результаты доказывают, что БСО является прямым ингибитором активности Pgp за счёт непосредственного взаимодействия с молекулой белка-транспортёра.

Хинидин в концентрациях 5–500 мкМ способствовал снижению Papp b-a максимально на 79,1% (р=0,0002) при концентрации 500 мкМ. Повышение транспорта а-b и снижение отношения Papp (b-a)/Papp (a-b) отмечено при концентрациях хинидина 1–500 мкМ максимально на 38,7% (р=0,69) и 84,4% (р=0,0002) соответственно при концентрации хинидина 500 мкМ (см. табл. 1).

При концентрациях 10, 50, 100 и 500 мкМ понижение Papp b-a и Papp (b-a)/Papp (a-b) было в большей степени при инкубации клеток линии Сасо-2 с хинидином по сравнению с БСО (см. табл. 1).

Следует отметить, что хинидин ингибировал активность Pgp в более низких концентрациях по сравнению с БСО: IC50 Papp b-a фексофенадина для хинидина составила 5,16±0,59 мкмоль/л, для БСО — 17,21±2,46 мкмоль/л (р=0,001) (рис. 3, а), а IC50 Papp (b-a)/Papp (a-b) 2,31±1,05 мкмоль/л для хинидина и 5,16±0,59 мкмоль/л для БСО (р=0,003) соответственно (рис. 3, б).

 

Рис. 3. Изменение коэффициента кажущейся проницаемости b-a (Papp b-a, а) и отношения коэффициентов кажущейся проницаемости (Рарр b-a/Рарр a-b, б) фексофенадина под действием DL-бутионинсульфоксимина (БСО) и хинидина в концентрациях 1–500 мкМ; IC50 — концентрация полумаксимального ингибирования. Расчёт IC50 и построение графиков выполнены с использованием программы GraphPad Prism 8

Обсуждение

Окислительный стресс — типовой патологический процесс, возникающий в результате дисбаланса между продукцией свободных радикалов и их утилизацией в сторону увеличения образования активных форм кислорода [15]. В настоящее время доказана важная роль окислительного стресса в патогенезе широкого спектра заболеваний: сердечно-сосудистых, онкологических, нейродегенеративных, бронхолёгочных [16], поэтому применение антиоксидантов в их комплексной терапии патогенетически оправданно.

В ряде исследований при изучении влияния окислительного стресса, вызванного воздействием пероксида водорода, на активность и количество Pgp было выявлено индуцирующее действие [17–20].

Однако при моделировании окислительного стресса с помощью ингибитора синтеза глутатиона — БСО — были получены противоречивые результаты в отношении функциональной активности Pgp. Одной из возможных причин полученных данных может быть наличие собственной ингибирующей активности у БСО, что не было изучено и стало целью иссле­дования.

В настоящем исследовании на клетках линии Caco-2 установлено, что БСО в концентрациях выше 50 мкМ является прямым ингибитором Pgp (снижает активность белка-транспортёра и не изменяет его количество), однако по своей активности уступает классическому ингибитору белка-транспортёра — хинидину.

Согласно общепринятым представлениям, ингибиторы Pgp чаще всего имеют в своей структуре третичный атом азота, являются ароматическими соединениями, алкилированными эфирами или гетероциклами [21].

БСО [2-амино-4-(бутилсульфонимидоил)бутановая кислота] представляет собой производное сульфоксимина, имеет молекулярную массу 222,305 кДа и третичный атом азота в структуре. Следовательно, полученные результаты согласуются с классическими представлениями об ингибиторах Pgp.

Результаты исследования могут иметь практическое значение, например использование БСО в комплексной терапии онкологических заболеваний, возможно, будет способствовать большему противоопухолевому эффекту, что согласуется с данными литературы [22, 23]. Ингибирующее действие БСО локально в ткани опухолей приведёт к снижению множественной лекарственной устойчивости, опосредованной гиперфункцией Pgp, и повышению эффективности химиотерапии.

Вывод

В ходе настоящего исследования на линии клеток Сасо-2 был показан прямой ингибирующий эффект DL-бутионинсульфоксимина, не сопровождающийся изменением его количества.

 

Участие авторов. Ю.В.А. — культивирование клеток, проведение экспериментов, выполнение вестерн-блота, статистическая обработка результатов; П.Ю.М. — выполнение ВЭЖХ, статистическая обработка результатов; А.В.Щ. — научное руководство исследованием, моделирование и проведение экспериментов, написание текста статьи; Е.Н.Я. — руководство исследованием, редактирование статьи.
Источник финансирования. Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских учёных — кандидатов наук МК-1856.2020.7.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов по представленной статье.

×

About the authors

Yulia V. Abalenikhina

Ryazan State Medical University named after I.P. Pavlova

Author for correspondence.
Email: abalenihina88@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0427-0967

Cand. Sci. (Biol.), Assoc. Prof., Depart. of Biological Chemistry

Russian Federation, Ryazan, Russia

Pavel Yu. Mylnikov

Ryazan State Medical University named after I.P. Pavlova

Email: pavelmylnikov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7829-2494
SPIN-code: 8503-3082

PhD-Student, Depart. of Pharmacology with a Course of Pharmacy

Russian Federation, Ryazan, Russia

Alexey V. Shchulkin

Ryazan State Medical University named after I.P. Pavlova

Email: alekseyshulkin@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-1688-0017
SPIN-code: 2754-1702

M.D., D. Sci. (Med.), Prof., Depart. of Pharmacology with a Course of Pharmacy, Continuing Professional Education Faculty

Russian Federation, Ryazan, Russia

Elena N. Yakusheva

Ryazan State Medical University named after I.P. Pavlova

Email: enya.rzn@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6887-4888
SPIN-code: 2865-3080

M.D., D. Sci. (Med.), Prof., Head of Depart. of Pharmacology with a Course of Pharmacy, Continuing Professional Education Faculty

Russian Federation, Ryazan, Russia

References

  1. Brueck S, Bruckmueller H, Wegner D, Busch D, Martin P, Oswald S, Cascorbi I, Siegmund W. Transcriptional and post-transcriptional regulation of duodenal P-glycoprotein and MRP2 in healthy human subjects after chronic treatment with rifampin and carbamazepine. Mol Pharm. 2019;16(9):3823–3830. doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.9b00458.
  2. Mollazadeh S, Sahebkar A, Hadizadeh F, Behravan J, Arabzadeh S. Structural and functional aspects of P-glycoprotein and its inhibitors. Life Sci. 2018;214:118–123. doi: 10.1016/j.lfs.2018.10.048.
  3. Saravanakumar A, Sadighi A, Ryu R, Akhlaghi F. Physicochemical properties, biotransformation, and transport pathways of established and newly approved medications: A systematic review of the top 200 most prescribed drugs vs. the FDA-Approved drugs between 2005 and 2016. Clin Pharmacokinet. 2019;58(10):1281–1294. doi: 10.1007/s40262-019-00750-8.
  4. Gottesman MM, Ling V. The molecular basis of multidrug resistance in cancer: The early years of P-glycoprotein research. FEBS Lett. 2006;580(4):998–1009. doi: 10.1016/j.febslet.2005.12.060.
  5. Yano K, Tomono T, Ogihara T. Advances in studies of P-Glycoprotein and its expression regulators. Biol Pharm Bull. 2018;41(1):11–19. doi: 10.1248/bpb.b17-00725.
  6. Pendyala L, Perez R, Weinstein A, Zdanowicz J, Creaven PJ. Effect of glutathione depletion on the cytotoxicity of cisplatin and iproplatin in a human melanoma cell line. Cancer Chemother Pharmacol. 1997;40(1):38–44. doi: 10.1007/s002800050622.
  7. Wartenberg M, Ling FC, Schallenberg M, Bäumer AT, Petrat K, Hescheler J, Sauer H. Down-regulation of intrinsic P-glycoprotein expression in multicellular prostate tumor spheroids by reactive oxygen species. J Biol Chem. 2001;276(20):17420–17428. doi: 10.1074/jbc.M100141200.
  8. Hong H, Lu Y, Ji Z, Liu G. Up-regulation of P-glycoprotein expression by glutathione depletion-induced oxidative stress in rat brain microvessel endothelial cells. J Neurochem. 2006;98:1465–1473. doi: 10.1111/j.1471-4159.2006.03993.x.
  9. Vanhoefer U, Cao S, Minderman H, Toth K, Skenderis BS, Slovak ML, Rustum YM. DL-buthionine-(S,R)-sulfoximine potentiates in vivo the therapeutic efficacy of doxorubicin against multidrug resistance protein-expressing tumors. Clin Cancer Res. 1996;2(12):1961–1968.
  10. Gong MQ, Wu C, He XY, Zong JY, Wu JL, Zhuo RX, Cheng SX. Tumor targeting synergistic drug delivery by self-assembled hybrid nanovesicles to overcome drug resistance. Pharm Res. 2017;34(1):148–160. doi: 10.1007/s11095-016-2051-9.
  11. Kisara S, Furusawa S, Takayanagi Y, Sasaki K. Effect of glutathione depletion by buthionine sulfoximine on doxorubicin toxicity in mice. Res Commun Mol Pathol Pharmacol. 1995;89(3):401–410.
  12. Petri N, Tannergren C, Rungstad D, Lennernäs H. Transport characteristics of Fexofenadine in the Caco-2 cell model. Pharmac Res. 2004;21(8):1398–1404. doi: 10.1023/B:PHAM.0000036913.90332.b1.
  13. Elsby R, Surry DD, Smith VN, Gray AJ. Validation and application of Caco-2 assays for the in vitro evaluation of development candidate drugs as substrates or inhibitors of P-glycoprotein to support regulatory submissions. Xenobiotic. 2008;38:1140–1164. doi: 10.1080/00498250802050880.
  14. Erokhina PD, Abalenikhina YuV, Shchulkin AV, Chernykh IV, Popova NM, Slepnev AA, Yakusheva EN. A study of influence of progesterone on activity of Glycoprotein-P in vitro. IP Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2020:28(2):135–142. (In Russ.) doi: 10.23888/PAVLOVJ2020282135-142.
  15. Pisoschi AM, Pop A, Iordache F, Stanca L, Predoi G, Serban AI. Oxidative stress mitigation by antioxidants — An overview on their chemistry and influences on health status. Eur J Med Chem. 2021;209:112891. doi: 10.1016/j.ejmech.2020.112891.
  16. Halliwell B, Gutteridge JMC. Free radicals in biology and medicine. 5th ed. Oxford: Oxford University Press; 2015. 896 p. doi: 10.1093/acprof:oso/9780198717478.001.0001.
  17. Ziemann C, Bürkle A, Kahl GF, Hirsch-Ernst KI. Reactive oxygen species participate in mdr1b mRNA and P-glycoprotein overexpression in primary rat hepatocyte cultures. Carcinogenesis. 1999;20(3):407–414. doi: 10.1093/carcin/20.3.407.
  18. Felix RA, Barrand MA. P-glycoprotein expression in rat brain endothelial cells: evidence for regulation by transient oxidative stress. J Neurochem. 2002;80(1):64–72. doi: 10.1046/j.0022-3042.2001.00660.x.
  19. Shchulkin AV, Abalenikhina YV, Erokhina PD, Chernykh IV, Yakusheva EN. The role of P-glycoprotein in decreasing cell membranes permeability during oxidative stress. Biochemistry (Moscow). 2021;86(2):197–206. doi: 10.1134/S0006297921020085.
  20. Shchulkin AV, Abalenikhina YuV, Seidkulieva AA, Chernykh IV, Yakusheva EN. The effect of oxidative stress on the transport of the P-glycoprotein substrate through the cell monolayer. Biochemistry (Moscow), Supplement Series A: Membrane and Cell Biology. 2021;15(3):257–269. doi: 10.1134/S1990747821040103.
  21. Poongavanam V, Haider N, Ecker GF. Fingerprint-based in silico models for the prediction of P-glycoprotein substrates and inhibitors. Bioorg Med Chem. 2012;20(18):5388–5395. doi: 10.1016/j.bmc.2012.03.045.
  22. Lee M, Jo A, Lee S, Kim JB, Chang Y, Nam JY, Cho H, Cho YY, Cho EJ, Lee JH, Yu SJ, Yoon JH, Kim YJ. 3-Bromopyruvate and buthionine sulfoximine effectively kill anoikis-resistant hepatocellular carcinoma cells. PLoS One. 2017;12(3):e0174271. doi: 10.1371/journal.pone.0174271.
  23. Du M, Zhang L, Scorsone KA, Woodfield SE, Zage PE. Nifurtimox is effective against neural tumor cells and is synergistic with Buthionine Sulfoximine. Sci Rep. 2016;6:27458. doi: 10.1038/srep27458.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Рис. 1. Структура трансвелл-системы

Download (17KB)
Indexing metadata
3. Рис. 2. Относительное количество Р-гликопротеина (Pgp) в клетках линии Сасо-2 при воздействии DL-бутионинсульфоксимина (БСО) и хинидина в концентрациях 1–500 мкМ в течение 3 ч; К — контроль; GAPDH — глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа

Download (60KB)
Indexing metadata
4. Рис. 3. Изменение коэффициента кажущейся проницаемости b-a (Papp b-a, а) и отношения коэффициентов кажущейся проницаемости (Рарр b-a/Рарр a-b, б) фексофенадина под действием DL-бутионинсульфоксимина (БСО) и хинидина в концентрациях 1–500 мкМ; IC50 — концентрация полумаксимального ингибирования. Расчёт IC50 и построение графиков выполнены с использованием программы GraphPad Prism 8

Download (41KB)
Indexing metadata

© 2022 Eco-Vector