Ингибирующее действие DL-бутионинсульфоксимина на активность Р-гликопротеина in vitro
- Авторы: Абаленихина Ю.В.1, Мыльников П.Ю.1, Щулькин А.В.1, Якушева Е.Н.1
-
Учреждения:
- Рязанский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова
- Выпуск: Том 103, № 5 (2022)
- Страницы: 780-787
- Тип: Экспериментальная медицина
- Статья получена: 11.12.2021
- Статья одобрена: 01.09.2022
- Статья опубликована: 03.10.2022
- URL: https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/90127
- DOI: https://doi.org/10.17816/KMJ2022-780
- ID: 90127
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
Актуальность. Р-гликопротеин (Pgp) — белок множественной лекарственной устойчивости 1, обладающий широкой субстратной специфичностью. Его функционирование может изменяться под влиянием различных веществ, поэтому поиск эндогенных и экзогенных соединений, модулирующих активность белка-транспортёра, — актуальное направление исследований.
Цель. Оценить влияние DL-бутионинсульфоксимина на активность и количество белка-транспортёра Pgp в клетках линии Сасо-2.Материалы и методы исследования. Исследование выполнено на линии клеток аденокарциномы ободочной кишки человека (Caco-2). Клетки инкубировали с DL-бутионинсульфоксимином и хинидином (классический ингибитор Pgp) в концентрациях 1, 5, 10, 50, 100 и 500 мкМ в течение 3 ч. Количество Pgp оценивали методом вестерн-блот с денситометрическим анализом (Bio-Rad, США). Активность Pgp рассчитывали по транспорту его субстрата — фексофенадина, концентрацию которого определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с ультрафиолетовым детектированием (Стайер, Россия). Полученные результаты анализировали с помощью StatSoft Statistica 13.0 (ANOVA), расчёт IC50 проводили с использованием программы GraphPad Prism 8. Статистически значимыми считали различия при p <0,05.
Результаты. Инкубация с DL-бутионинсульфоксимином и хинидином в концентрациях 1–500 мкМ в течение 3 ч не влияла на количество Pgp в клетках линии Сасо-2. Активность Pgp снижалась при использовании DL-бутионинсульфоксимина в концентрациях 50–500 мкМ максимально на 47,7% (р=0,040). Хинидин в концентрациях 5–500 мкМ уменьшал активность Pgp максимально на 79,1% (р=0,0002) при концентрации 500 мкМ. Хинидин ингибировал активность Pgp в более низких концентрациях по сравнению с DL-бутионинсульфоксимином: IC50 фексофенадина при использовании хинидина составила 5,16±0,59 мкмоль/л, для DL-бутионинсульфоксимина — 17,21±2,46 мкмоль/л (р=0,001).
Вывод. DL-бутионинсульфоксимин оказывает прямой ингибирующий эффект на активность белка-транспортёра Pgp на клеточной линии Сасо-2.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
Юлия Владимировна Абаленихина
Рязанский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова
Автор, ответственный за переписку.
Email: abalenihina88@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0427-0967
канд. биол. наук, доц., каф. биологической химии с курсом КЛД ФДПО
Россия, г. Рязань, РоссияПавел Юрьевич Мыльников
Рязанский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова
Email: pavelmylnikov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7829-2494
SPIN-код: 8503-3082
аспирант, каф. фармакологии с курсом фармации ФДПО
Россия, г. Рязань, РоссияАлексей Владимирович Щулькин
Рязанский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова
Email: alekseyshulkin@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-1688-0017
SPIN-код: 2754-1702
докт. мед. наук, проф., каф. фармакологии с курсом фармации ФДПО
Россия, г. Рязань, РоссияЕлена Николаевна Якушева
Рязанский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова
Email: enya.rzn@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6887-4888
SPIN-код: 2865-3080
докт. мед. наук, проф., зав. каф., каф. фармакологии с курсом фармации ФДПО
Россия, г. Рязань, РоссияСписок литературы
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Ерохина П.Д., Абаленихина Ю.В., Щулькин А.В., Черных И.В., Попова Н.М., Слепнев А.А., Якушева Е.Н. Изучение влияния прогестерона на активность гликопротеина-Р in vitro. Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2020;28(2):135–142. doi: 10.23888/PAVLOVJ2020282135-142.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
Дополнительные файлы
