Katepsin B je lizosomska cisteinska proteaza, ki je vpletena v številne fiziološke procese, kot je na primer razgradnja proteinov. Spremembe v izražanju proteina pa so povezane s številnimi patološkimi procesi, izmed katerih so najbolj značilna rakava obolenja. Katepsin B se zaradi posebnega strukturnega elementa, ki ga imenujemo zaporna zanka, od ostalih cisteinskih proteaz razlikuje v tem, da lahko substrate razgrajuje kot endopeptidaza ali kot eksopeptidaza. V tem delu smo preučevali vpliv obeh aktivnosti katepsina B na znotrajcelično in zunajcelično razgradnjo kolagena IV ter na invazijo tumorskih celic. Pri tem smo uporabili selektivne zaviralce, in sicer 2-{[(8-hidroksi-5-nitrokinolin-7- il)metil]amino}-acetonitril (1), 8-(4-metilpiperidin-1-il)-5-nitrokinolin (2) in 7-[(4-metilpiperidin-1il)metil]-5-nitrokinolin-8-ol (3). Vse tri spojine so (pri 5 mikromolarni koncentraciji) zmanjšale zunajcelično razgradnjo kolagena IV s strani tumorskih celic MCF-10A neoT za 45-70%, hkrati pa so vse tri spojine zmanjšale tudi znotrajcelično razgradnjo kolagena IV (pri 50 mikromolarni koncentraciji) za 40-60%. Nadalje so vse tri spojine (pri 5 mikromolarni koncentraciji) za 40-80% znižale invazijo MCF-10A neoT celic v 2D sistemu XCelligence. Spojini 1 in 3 (ne pa tudi spojina 2) sta pri 5 mikromolarni koncentraciji značilno zmanjšali rast večceličnih tumorskih sferoidov celic MMTV-PyMT (3D sistem). Vsi predstavljeni rezultati kažejo, da strategija za učinkovito znižanje neželenih učinkov katepsina B pri tumorski progresiji, vključuje hkratno zaviranje tako endopeptidazne kakor tudi eksopeptidazne aktivnosti katepsina B.
COBISS.SI-ID: 3979633
Človeški katepsin B je cisteinska proteaza z mnogimi pomembnimi funkcijami za homeostaze v celicah, kot je na primer intracelularna proteoliza znotraj lizosomov. Njegova povečana aktivnost in prekomerno izražanje sta močno povezana s številnimi patološkimi procesi, vključno z rakom. V tem raziskovalnem delu sta predstavljena načrtovanje in sinteza novih derivatov nitroksolina kot zaviralcev katepsina B. Spojine, opisane v članku, smo pripravili bodisi z izpuščanjem piridinskega dela v kinolinskem obroču bodisi s spreminjanjem substituentov na mestih 2, 7 in 8 pri nitroksolinu. Vsem spojinam smo ovrednotili sposobnost zaviranja endopeptidazne in eksopeptidazne aktivnosti katepsina B. Za najbolj obetavne zaviralce je bila ugotovljena sposobnost zmanjšanja znotrajcelične in zunajcelične razgradnje kolagena IV, tem testom pa je sledilo vrednotenje izbranih spojin v celičnih modelih tumorske invazije. Predstavljeni podatki kažejo, da smo še bolj natančno opredelili strukturne zahteve za zaviranje katepsina B z derivati nitroksolina in zagotovili dodatno znanje, ki bi lahko privedlo do nepeptidnih spojin s protitumorskim delovanjem.
COBISS.SI-ID: 4477553
Lizosomalna cisteinska peptidaza katepsin B, vključen v več procesov, povezanih z napredovanjem tumorja, je validirana kot tarča za zdravljenje raka. Nitroksolin, znano protimikrobno sredstvo, je hkrati tudi močan in selektiven zaviralec katepsina B, v prejšnjih študijah pa smo pokazali tudi, da nitroksolin zmanjša napredovanje tumorja in vitro in in vivo. Za nadaljnje izboljšanje lastnosti nitroksolina kot protirakave spojine smo v naši skupini s strukturno podprtim načrtovanjem razvili številne derivate nitroksolina. Izmed vseh je 7-aminometiliran derivat pokazal bistveno izboljšane kinetične lastnosti v primerjavi nitroksolinom ter selektivno zaviranje endopeptidazne aktivnosti katepsina B. V tej študiji smo natančno ovrednotili in ocenili protitumorske lastnosti te molekule. Pri in vitro vrednotenju na dvodimenzionalnih celičnih modelih ter v tridimenzionalnih večceličnih tumorskih sferoidih se je spojina izkazala za bolj učinkovito od nitroksolina pri zmanjševanju invazije in migracije tumorskih celic (bodisi v končni točki bodisi v realnem času). Poleg tega smo za ta derivat nitroksolina pokazali izboljšano delovanje pri zmanjševanju tumorske rasti in vivo pri LPB mišjem tumorskem modelu (C57BI/6 miške, stare od 8 do 12 tednov). Pripenjanje utrezne funkcionalne skupine, tj. 2-(etilamino)acetonitril na nitroksolinski skelet na mesto 7 bistveno izboljša farmakološke značilnosti molekule in njen potencial za uporabo kot zdravilo proti raku.
COBISS.SI-ID: 4360305
V zadnjem obdobju organokovinske spojine, kamor sodijo tudi rutenijevi derivati, pridobivajo na pomembnosti pri raziskavah protitumorskih učinkovin. V tem delu poročamo o kompleksu kliokinola in rutenija [Ru(eta6-p-cimen)(Cq)Cl] kot močnega zaviralca katepsina B, lizosomske cisteinske proteaze. Le-ta je vpletena v invazijo različnih tumorskih celic in tudi njihovo metastaziranje. Pri nizkih koncentracijah omenjeni organokovinski kompleks ni izkazoval toksičnosti na celicah MCF-10A neoT in U-87 MG, je pa močno znižal njihovo sposobnost razgradnje zunajceličnega matriksa in invazivnost v dveh neodvisnih celičnih modelih; in sicer v 2D XCelligence modelu, pri katerem se rezultati merijo v realnem času, in pa v 3D modelu večceličnih tumorskih sferoidov, nasajenih v Matrigel (slednji predstavlja model zunajceličnega matriksa). Ti rezultati dodatno potrjujejo organokovinske molekule z rutenijem kot obetavne kandidate za nadaljnje predklinične raziskave protitumorskih učinkovin.
COBISS.SI-ID: 4164977