МЕТИЛУВАННЯ ГЕНІВ ODC1 ТА OAZ1 В КЛІТИНАХ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ЛЕЙКОЗІВ L1210 ТА P388 ЗА ДІЇ ІНГІБІТОРІВ ОРНІТИНДЕКАРБОКСИЛАЗИ
DOI:
https://doi.org/10.15407/oncology.2025.01.062Ключові слова:
орнітиндекар- боксилаза, метилування ДНК, ген odc1, ген oaz1, ДФМО, МГБГ, c-MycАнотація
Підвищена активність орнітиндекарбоксилази (ОДК) асоційована з агресивним перебігом багатьох пухлин. Блокада ОДК розглядається як один із перспективних напрямків у створенні препаратів для таргетної терапії, тож дослідження метилування промоторних ділянок генів odc1 і oaz1 за впливу інгібіторів ОДК може стати підґрунтям для розширення досліджень в цьому напрямку. Мета: дослідити рівні метилування генів odc1 та oaz, вміст білків ОДК та C-Myc в клітинах L1210 та P388 за дії комплексу синтетичних інгібіторів ОДК. Об’єкт і методи: дослідження проводили на мишах ліній BDF1 та СDF з лімфолейкозами L1210 та Р388 з використанням синтетичних інгібіторів ОДК (ДФМО, МГБГ) і стандартних методів експериментальної онкології, РТ2-ПЛР (EpiTect Methyl II PCR Primer Assay), Western Blot аналізу. Результати: у мишей з лейкозом L1210 за дії ДФМО+МГБГ кількість пухлинних клі- тин в асцитній рідині у 2 рази менша, ніж у тварин контрольної групи (p< 0,0001); гальмування росту L1210 склало 49,7%. У мишей з лейкозом P388 за дії ДФМО+МГБГ кількість пухлинних клітин була лише в 1,3 раза менша, ніж у тварин в контрольній групі (p < 0,01), показник гальмування росту — 27,7%. Виявлено значно вищі показники метилування промоторів odc1 та oaz1 за дії ДФМО+МГБГ порівняно з контролем (у 1,9 і 2,3 раза відповідно, p < 0,01). У клітинах P388 рівні метилування odc1 та oaz1 за дії ДФМО+МГБГ були вищими відповідно у 2,5 та 2,3 раза (p < 0,01). У клітинах L1210 за дії ДФМО+МГБГ вміст ОДК та онкобілку C-Myc зменшувався порівняно з показниками контрольних мишей у 1,8 та 3,1 раза відповідно, а у клітинах P388 –у 1,5 і 1,2 раза відповідно (p < 0,01). Показано високу обернену залежність між рівнями вмісту ОДК та метилування генів odc1 та oaz1 за дії ДФМО+МГБГ в клітинах L1210 (коефіцієнти кореляції –0,55 та –0,49 відповідно, p < 0,05) та значно нижчу — в клітинах P388 (коефіцієнти кореляції –0,41 та –0,37 відповідно, p < 0,05). Висновки: високі рівні метилування промоторів odc1 та oaz1 і низькі рівні вмісту білка с-Myc асоційовані із низькими рівнями експресії ОДК в клітинах обох моделей, які, своєю чергою, асоційовані з високим протипухлинним ефектом застосованого комплексу інгібіторів (p < 0,05), тож епігенетична регуляція генів odc1 та oaz1 може бути одним із важливих механізмів регуляції ОДК, який лежить в основі протипухлинної дії інгібіторів ензиму.
Посилання
Casero Jr RA, Murray Stewart T, Pegg AE. Polyamine metabolism and cancer: treatments, challenges and opportunities. Nat Rev Cancer, 2018; 18 (11): 681–95. https://doi.org/10.1038/s41568-018-0050-3.
Holbert CE, Cullen MT, Casero Jr RA, Stewart TM. Polyamines in cancer: integrating organismal metabolism and antitumour immunity. Nat Rev Cancer 2022; 22 (8): 467–80. https://doi.org/10.1038/s41568-022-00473-2.
Tulluri V, Nemmara VV. Role of antizyme inhibitor proteins in cancers and beyond. Onco Targets Ther 2021; 14: 667–82. https://doi.org/10.2147/OTT.S281157.
Erichsen L, Ghanjati F, Beermann A, et al. Aberrant methylated key genes of methyl group metabolism within the molecular etiology of urothelial carcinogenesis. Sci Rep 2018; 8 (1): 3477. https://doi.org/10.1038/s41598-018-21932-7.
Ge T, Gu X, Jia R, et al. Crosstalk between metabolic reprogramming and epigenetics in cancer: updates on mechanisms and therapeutic opportunities. Cancer Commun 2022; 42 (11): 1049–82. https://doi.org/10.1002/cac2.12374.
Liu T-A, Stewart TM, Casero Jr RA. The Synergistic Benefit of Combination Strategies Targeting Tumor Cell Polyamine Homeostasis. Int J Mol Sci 2024; 25 (15): 8173. https://doi.org/10.3390/ij 158173.
Islam A, Shaukat Z, Hussain R, Gregory SL. One-carbon and polyamine metabolism as cancer therapy targets. Biomolecules 2022; 12 (12): 1902. https://doi.org/10.3390/biom 12121902.
Pegg AE. Functions of polyamines in mammals. J Biol Chem 2016; 291 (29): 14904–12. https://doi.org/10.1074/jbc.R116. 731661.
Gerner EW, Meyskens Jr FL. Polyamines and cancer: old molecules, new understanding. Nat Rev Cancer 2004; 4 (10): 781–92. https://doi.org/10.1038/nrc1454.
Pegg AE. Mammalian polyamine metabolism and function. IUBMB Life 2009; 61 (9): 880–94. https://doi.org/10.1002/ iub.230.
Li J, Meng Y, Wu X, Sun Y. Polyamines and related signaling pathways in cancer. Cancer Cell Int 2020; 20 (1): 539. https://doi.org/10.1186/s12935-020-01545-9.
Yamamoto D, Shima K, Matsuo K, et al. Ornithine decar- boxylase antizyme induces hypomethylation of genome DNA and histone H3 lysine 9 dimethylation (H3K9me2) in human oral cancer cell line. PLoS One 2010; 5 (9): e12554. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012554.
Geck RC, Foley JR, Stewart TM, et al. Inhibition of the polyamine synthesis enzyme ornithine decarboxylase sensitizes triple-negative breast cancer cells to cytotoxic chemotherapy. J Biol Chem 2020; 295 (19): 6263–77. https://doi.org/10.1074/jbc.RA119.012376.
Combrisson H. La directive 2010/63/ue: L’explicite et l’imp- licite. Bull Acad Vet Fr 2014; 167 (2): 137–42. https://www. persee.fr/doc/bavf_0001-4192_2014_num_167_2_1839.
Waud WR. Murine L1210 and P388 leukemias. In: Tumor models in cancer research, B.A. Teicher (eds.). Totowa, NJ: Humana: 23–41. https://doi.org/10.1007/978-1-60761- 968-0_2.
Zhang Z, Sun Y, Li Y, Song X, et al. The potential of ma- rine-derived piperazine alkaloids: Sources, structures and bioactivities. Eur J Med Chem 2024; 265: 116081. https:// doi.org/10.1016/j.ejmech.2023.116081.
Soda K. Polyamine metabolism and gene methylation in con- junction with one-carbon metabolism. Int J Mol Sci 2018; 19 (10): 3106. https://doi.org/10.3390/ij9103106
Wang X, Jiang L. Effects of ornithine decarboxylase antizyme 1 on the proliferation and differentiation of human oral cancer cells. Int J Mol Med 2014; 34 (6): 1606–12. https:// doi.org/10.3892/ij14.1961.
