Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Studies on the effect of dihydrofolate reductase inhibitors and protein kinase CK2 inhibitors combination on acute lymphoblastic leukemia

Łukasz Mateusz Widło

Abstract

Presented thesis is a continuation of the project focused on a synergistic inhibition of cancer cells proliferation induced by casein kinase 2 inhibitors and thymidylate biosynthesis pathway inhibitors. Protein kinase CK2 is a highly conserved and constitutively active serinethreonine kinase that regulates the activation of many intracellular pathways. Many substrates of CK2 are already known and some of them are essential in apoptosis, gene expression or DNA repair processes. Recent studies have proven that the enzymes of thymidylate biosynthesis pathway: thymidylate synthase (TS) and dihydrofolate reductase (DHFR) are phosphorylated by casein kinase 2 in vitro. Combination therapies are the most common therapies in cancer treatment that is why an evaluation of a correlation effect is highly important. The aim of conducted research was to assess the effect of simultaneous inhibition of CK2 and DHFR in acute lymphoblastic leukemia cells (ALL). Combinations of cytotoxic agents used in the study included casein kinase inhibitors: CX-4945 (Silmitasertib) and 2b (4,5,6,7-tetrabromo-2-methyl-1Hbenzimidazol-1-yl) and also dihydrofolate reductase inhibitor: methotrexate (MTX). Anticancer combination effect type was defined using professional software that based its calculations on relation between inhibitor concentration and experimental data. Proapoptotic effect of MTX/CX-4945 combination was examined using flow cytometry. Additionally, in order to confirm the detected proapoptotic influence the caspase activity assay was assayed. In summary, the study showed that simultaneous inhibition of CK2 and DHFR may have the potential to be used in ALL treatment. Although, the MTX/2b combination demonstrated highly undesirable, antagonistic effect. Otherwise, MTX/CX-4945 combination caused a synergistic effect on leukemia cells proliferation inhibition. Inhibitors used separately induced the increase of the apoptotic cells percentage. However, after 48-hour MTX/CX-4945 incubation, for each examined combination, the number of apoptotic cells was greater than in additive situation. Approximately 62% of leukemia cells population incubated with 0.04 μM MTX and 3 μM CX-4945 were apoptotic. The results of severally used inhibitors were 19% (0.04 μM MTX) and 18% (3 μM CX-4945) of population. Only the highest examined inhibitor concentration confirmed synergistic proapoptotic effect in the caspase activation assay.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Łukasz Mateusz Widło (FC) Łukasz Mateusz Widło,, Faculty of Chemistry (FC)
Title in Polish
Wpływ jednoczesnego zastosowania inhibitorów reduktazy dihydrofolianowej oraz kinazy białkowej CK2 na komórki ostrej białaczki limfoblastycznej
Supervisor
Patrycja Wińska (FC/CDSB) Patrycja Wińska,, Chair of Drug and Cosmetics Biotechnology (FC/CDSB)Faculty of Chemistry (FC)
Certifying unit
Faculty of Chemistry (FC)
Affiliation unit
Chair of Drug and Cosmetics Biotechnology (FC/CDSB)
Study subject / specialization
, Biotechnologia
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
04-02-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Patrycja Wińska (FC/CDSB) Patrycja Wińska,, Chair of Drug and Cosmetics Biotechnology (FC/CDSB)Faculty of Chemistry (FC) Joanna Cieśla (FC/CDSB) Joanna Cieśla,, Chair of Drug and Cosmetics Biotechnology (FC/CDSB)Faculty of Chemistry (FC)
Keywords in Polish
ostra białaczka limfoblastyczna (ALL), kinaza białkowa CK2, reduktaza dihydrofolianowa (DHFR), inhibitory, CX-4945, metotreksat (MTX), kombnacje, synergizm
Keywords in English
acute lymphoblastic leukemia (ALL), protein kinase CK2, dihydrofolate reductase (DHFR), inhibitors, CX-4945, methotrexate (MTX), combination, synergism
Abstract in Polish
Przedstawiona praca stanowi kontynuację projektu badającego synergistyczne hamowanie proliferacji komórek nowotworowych przez inhibitory kinazy kazeinowej 2 oraz inhibitory szlaku biosyntezy tymidylanu. Kinaza białkowa CK2 jest silnie konserwowaną i konstytutywnie aktywną kinazą serynowo-treoninową, odpowiedzialną za regulację aktywności białek wielu szlaków wewnątrzkomórkowych. Substratami CK2 są m.in. polipeptydy regulatorowe niezbędne podczas apoptozy, ekspresji genów czy procesów naprawczych DNA. Ostatnie badania dowiodły, że kinaza kazeinowa 2 katalizuje reakcje fosforylacji dwóch enzymów szlaku syntezy tymidylanu: reduktazy dihydrofolianowej (DHFR) oraz syntazy tymidylanowej (TS). Podczas leczenia nowotworów stosuje się najczęściej terapie skojarzone, dlatego istotne jest określenie efektu współdziałania stosowanych czynników terapeutycznych. W ramach niniejszej pracy przeprowadzono badania wpływu jednoczesnej inhibicji kinazy białkowej CK2 oraz reduktazy dihydrofolianowej na komórki ostrej białaczki limfoblastycznej z linii CCRF-CEM. Zbadano wpływ zastosowania kombinacji inhibitorów CK2 – CX-4945 (Silmibtasertibu) lub 2b (4,5,6,7-tetrabromo-2-metylo-1H-benzimidazol-1-yl) z inhibitorem DHFR – metatrekstatem (MTX). Typ przeciwnowotworowego efektu badanych kombinacji inhibitorów określono używając specjalistycznego oprogramowania wiążącego badane stężenia związków cytotoksycznych z wynikami eksperymentalnymi. Z wykorzystaniem cytometrii przepływowej, zbadano także proapoptotyczne działanie szeregu kombinacji CX4945 i MTX. W celu potwierdzenia badanego działania sprawdzono aktywność kaspaz, enzymów aktywnych podczas apoptozy. Badania wykazały, że jednoczesne stosowanie inhibitorów kinazy białkowej CK2 oraz inhibitorów reduktazy dihydrofolianowej ma potencjał terapeutyczny. Chociaż, działanie kombinacji MTX i 2b ma wysoko niepożądany charakter antagonistyczny, to dla kombinacji MTX i CX-4945 stwierdzono synergistyczny wpływ na inhibicję proliferacji komórek ostrej białaczki limfoblastycznej. Inhibitory stosowane pojedynczo indukowały w badanych komórkach śmierć na drodze apoptozy. Dla każdego badanego stosunku stężeń inhibitorów, po 48 godzinach inkubacji z MTX i CX-4945, procent komórek apoptotycznych był wyższy niż wynikałoby to z addycji. Po 48-godzinnej inkubacji z 0,04 μM MTX i 3 μM CX-4945 populacja zawierała ok. 62 % komórek apototycznych, w przypadku inhibitorów stosowanych oddzielnie otrzymano wyniki 19% i 18% odpowiednio dla MTX i CX. Badania aktywności kaspaz potwierdziły synergistyczny efekt proapoptotyczny jedynie dla kombinacji najwyższych zastosowanych stężeń badanych inhibitorów.
File
  • File: 1
    Wpływ_jednoczesnego_zastosowania_inhibitorów_reduktazy_dihydrofolianowej_oraz_kinazy_białkowej_CK2_na_komórki_ostrej_białaczki_limfoblastycznej..pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 28408

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTb7c91fe4e86641aeaab5e2367fc9fff2/
URN
urn:pw-repo:WUTb7c91fe4e86641aeaab5e2367fc9fff2

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page