Participation of Selected Carbonyl Reductases in Deactivation of Anticancer Drugs

Abstract

Redukce je opakem oxidace a může jí být buď ztráta atomu kyslíku, nebo získání dvou atomů vodíku. Redukce karbonylové skupiny xenobiotik byla hlavním tématem této práce. V naší práci jsme se pokusili identifikovat a charakterizovat lidské karbonylreduktázy zodpovědné za deaktivaci protinádorových léčiv. Rakovina je jednou z nejčastějších příčin úmrtí v rozvinutých zemích, proto je hledání nových a efektivních způsobů léčby velmi důležité. Inhibice enzymů, které se mohou podílet na rozvoji choroby nebo jejích relapsů a/nebo snížení účinnosti terapie deaktivací léčiv, může být způsobem, jak zlepšit léčbu a snad i snížit dávky léčiv a tím i incidenci nežádoucích účinků cytostatik. V první části našeho projektu jsme se soustředili na rozpustnou cytosolickou reduktázu, AKR1C3. Tento enzym se účastní metabolismu pohlavních hormonů a může hrát důležitou roli v rozvoji rakoviny prsu a prostaty. Testovali jsme její schopnost metabolizovat protinádorová léčiva inkubací s oracinem a doxorubicinem a následným stanovením metabolitů pomocí HPLC. Podařilo se nám prokázat, že AKR1C3 je schopná deaktivovat doxorubicin s Km 355 μM a oracin s Km 110 μM. AKR1C3 tedy může ovlivnit protinádorovou terapii, zejména pokud je její exprese v zasažené tkáni zvýšená. Druhá část projektu byla zeměřena na purifikaci nové lidské...

Reduction is the reverse of oxidation and therefore it can involve loss of oxygen atom or the addition of two hydrogen atoms. The reduction of carbonyl groups in xenobiotics was the main topic of this thesis. We tried to identify and characterize human carbonyl reductases responsible for anticancer drugs deactivation. When cancer is among the most common death causes in the developed world, it is necessary to look for new and efficient ways of its treatment. Inhibition of enzymes, which may contribute to disease development or relapses and/or treatment efficacy decrease by drug inactivation, could be a possible way of treatment improvement and might also lead to decrease of drug doses and side effects of cytostatics. In the first part of our project, we focused on a soluble cytosolic reductase AKR1C3. This enzyme is involved in sex hormone metabolism and might play an important role in breast and prostate cancer development. We tested its ability to metabolize anticancer drugs by its incubation with oracin and doxorubicin with subsequent metabolite determination with use of HPLC. Our experiment proved that it can deactivate these two drugs with Km 355 μM for doxorubicin and 110 μM for oracin, respectively. AKR1C3 can therefore influence the anticancer therapy, expecially when overexpressed. The...