Detailansicht

Characterisation of cyto- and genotoxicity of novel bisnaphthalpolyamines within pancreatic cancer cells

Claudia Anna Lang

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Betreuer*in

Karl-Heinz Wagner

Volltext herunterladen
Volltext in Browser öffnen

DOI

10.25365/thesis.34959

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29086.38854.955266-6

Link zu u:search

(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Das Ziel dieser Arbeit war zwei neuartige Bisnaphthalimidopropyl Polyamin Derivate (BNIPPs), Bisnaphthalimidopropyl diaminodicyclohexylmethane (BNIPDaCHM) und Bisnaphthalimidopropyldipiperidylpropane (BNIPiProp) hinsichtlich ihres chemotherapeutischen Potentials zu charakterisieren. Sowohl Polyamine als auch Naphthalimide sind für ihre hohen DNA-Bindungsfähigkeiten bekannt. Auch wird über diverse Effekte dieser Verbindungen gegen Tumorzellen berichtet (Gugliucci, 2004, Braña et al., 2003). Neueste Forschungsergebnisse zeigten hohe Zytotoxizität, apoptotisches und DNA-Schädigungs-Potential in Brust- und Dickdarmkrebszellen nach BNIPP-Behandlung (Barron, 2010, Ralton et al., 2009, Ralton, 2006). Da die hohe Letalität von Pankreaskrebs derzeit ein großes Welt-Gesundheitsproblem darstellt, besteht dringend Bedarf an effektiven Therapien (Li et al., 2004). Folglich wird in dieser Studie die Effektivität von BNIPPs auf BxPC-3, Pankreasadenomzellen geprüft. Zuerst wurden die Aufnahme und zytotoxische Effekte von BNIPPs in BxPC-3 Zellen eruiert. Um zugrundeliegende zytotoxische Aktivitäten zu ermitteln, wurden die Schädigung der DNA und die Induktion von Zelltod-regulierenden Mechanismen durch BNIPPs untersucht. Dafür wurden folgende Methoden herangezogen: Comet Assay (DNA damage und Reparatur von oxidativen DNA-Schäden), Polycaspasen-Aktivierungs-Assay, Änderungen im Zellzyklus und morphologische Veränderungen. Es konnte festgestellt werden, dass die schnelle und effiziente zelluläre Aufnahme auch geringer Konzentrationen von BNIPDaCHM und BNIPiProp ein Schlüsselmechanismus der hohen Zytotoxizität beider Verbindungen in Pankreaskrebszellen zu sein scheint. Zusätzlich konnte die genotoxische Aktivität von BNIPDaCHM auch bei geringen Konzentrationen (ab 0,01μM) und das Potential, DNA Reparaturmechanismen (≤ 0,005μM) zu bremsen, beobachtet werden. Ergebnisse aus Fluoreszenzanalysen und Comet Assay deuten auf eine Aufnahme von beiden Substanzen, BNIPiProp und BNIPDaCHM, in den Nukleus hin. Apoptotische Mechanismen wurden durch die Aktivierung der Polycaspasen, Anwesenheit von hypodiploiden Zellen, charakteristischen morphologischen Veränderungen (Lichtmikroskopie wie durchflusszytometrisches Streulicht) und den Verlust der Zelladhärenz bei 2μM und 4μM BNIPDaCHM und 24 Stunden Inkubation ermittelt. Für apoptotische Zellen charakteristische Veränderungen im Zellzyklus konnten nicht beobachtet werden (Kapitel 12.1.2). Das Gesamtbild der Resultate lässt allerdings auf die Anwesenheit von Apoptose schließen, wobei Apoptose auch durch DNA Fragmentierung oder Elektronenmikroskopie zu bestätigen ist.

Abstract

(Englisch)

Bisnaphthalpolyamines, known for their high DNA binding activity, have been shown to induce apoptosis in different cancer cell lines and have been reported to exhibit anti-tumour potential (Ralton et al., 2009, Dance et al., 2005). The high mortality rate for pancreatic cancer is an unsolved major health problem and effective therapy is urgently needed (Li et al., 2004). The toxic potential of bisnaphtahlimidopropyl polyamines (BNIPPs) in pancreatic cancer cells has not been extensively investigated. Here, we characterise two novel BNIPPs analogues, bisnaphthalimidopropyl diaminodicyclohexylmethane (BNIPDaCHM) and bisnaphthalimidopropyldipiperidylpropane (BNIPiProp) as potential agents in pancreatic cancer chemotherapy. The cellular uptake, localisation and cytotoxic effects of both BNIPPs in BxPC-3, pancreas adenocarcinoma cells were analysed. For evaluation of the underlying cytotoxic mechanisms, the genotoxic potential of BNIPDaCHM and the mode of cell death were assessed using MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) assay, single cell gel electrophoresis (comet) assay, cell cycle and polycaspase analyses. The quick and efficient cellular uptake of BNIPDaCHM and BNIPiProp at low concentrations is suggested to be a principal mechanism contributing to the high cytotoxicity of both compounds. IC50 values of 1,89μM and 1,26μM respectively were identified through MTT assay. The development of an apoptotic cell death was suggested by polycaspase activation, analyses for hypodiploid cells, morphological changes via light microscopy and - scatter as well as by cell detachment that consistently occurred with > 2μM BNIPDaCHM concentration onwards but got more distinct at 4μM. The DNA damaging activity of BNIPDaCHM at low concentrations (0.01μM onwards) and its potential to retard oxidative damage at ≤ 0.005μM may be the underpinning effect leading to cytotoxicity, potentially involving activation of apoptosis pathways. In conclusion, BNIPPs trigger toxic effects in BxPC-3 cells. BNIPPs exhibit high DNA damaging activity. Distinct apoptotic mechanisms were observed but further confirmation is needed as to their efficiency of apoptosis induction.

Autor*innen

Claudia Anna Lang

Haupttitel (Englisch)

Characterisation of cyto- and genotoxicity of novel bisnaphthalpolyamines within pancreatic cancer cells

Paralleltitel (Deutsch)

Zyto- und Genotoxizität von neuartigen Bisnaphthalpolyaminen in Pankreasadenomzellen

Paralleltitel (Englisch)

Characterisation of cyto- and genotoxicity of novel bisnaphthalpolyamines within pancreatic cancer cells

Publikationsjahr

2014

Umfangsangabe

XIII, 90 S.

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Karl-Heinz Wagner

Klassifikationen

44 Medizin > 44.39 Toxikologie ,

44 Medizin > 44.40 Pharmazie, Pharmazeutika ,

44 Medizin > 44.81 Onkologie

AC Nummer

AC12137083

Utheses ID

31008

Studienkennzahl

UA | 066 | 838 | |

Detailansicht

Abstracts

Schlagwörter