Farmakologia sieciowa i eksperymentalne badania komórek in vitro w celu zbadania terapeutycznego potencjału pochodnych tiazolonu w rabdomiosarcomie

Podsumowanie

Przedstawiamy badanie, które systematycznie bada terapeutyczny potencjał pochodnych tiazolonu wobec rhabdomiosarcoma na podstawie farmakologii sieciowej i chemii obliczeniowej, z walidacją i oceną przeprowadzaną poprzez eksperymenty in vitro z komórek.

Streszczenie

Rabdomiosarcoma (RD) to złośliwy guz pochodzący z rabdomioblastów, który stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia dzieci i młodzieży. Opierając się na potencjale pochodnych tiazolonu w różnych aktywnościach biologicznych, niniejsze badanie ma na celu systematyczne zbadanie mechanizmów pochodnych tiazolonu w leczeniu RD poprzez połączenie farmakologii sieciowej i eksperymentów in vitro z komórek in vitro . Dzięki farmakologii sieciowej zintegrowano dane o wysokiej przepustowości, aby przewidzieć potencjalne cele tiazolonu. Dodatkowo oprogramowanie AutoDock Vina zostało użyte do obliczenia energii wiązania związku i docelowej cząsteczki białka, ujawniając jego szlak sygnalizacyjny związany z RD. Wreszcie, eksperymenty in vitro z komórek dodatkowo potwierdziły działanie związków supresyjne na nowotwory. Farmakologia sieciowa została wykorzystana do analizy celów pochodnych tiazolonu w leczeniu RD, a ostatecznie uzyskano 172 geny docelowe poprzez połączenie i deduplikację. Pięć celów białkowych o niskiej energii wiązania zostało przesiewanych przez dokowanie między związkiem a docelową cząsteczką białka: PIK3CD, AKT1, GSK3B, HSP90AB1 i ITGB1. Wyniki eksperymentów hodowli komórek in vitro wykazały, że konkretny pochodny tiazolonu miał istotny efekt hamujący na linie komórkowe RD, dostarczając naukowej podstawy do odkrywania nowych celów i skutecznych związków w leczeniu RD. Badanie to ujawniło mechanizmy pochodnych tiazolonu w leczeniu RD poprzez połączenie farmakologii sieciowej i eksperymentów in vitro oraz dało nową perspektywę na przyszłe strategie rozwoju i leczenia leków.

Wprowadzenie

Rabdomyosarcoma (RD), wysoce agresywny mięsak tkanek miękkich u dzieci, który stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia dzieci, oferując ograniczone możliwości terapeutyczne. Badania epidemiologiczne wskazują, że choć RD wykazuje stosunkowo niskie wskaźniki zachorowalności, jego wysoka nowotworowość i złe rokowanie stanowią poważne wyzwania kliniczne. RD dzieli się na cztery odrębne podtypy histologiczne: embrionalny, pęcherzykowy, wrzecionokomórkowy/stwardniający oraz pleomorficzny, przy czym embrionalny rabdomiosarkom (ERMS) jest najczęstszą formą ^1,2,3. Obecne strategie terap....

Protokół

Wszystkie procedury farmakologiczne sieci zostały przeprowadzone zgodnie z Wytycznymi dla Metod Oceny Farmakologii Sieciowej^{nr 21}. Kompleksowy przepływ pracy farmakologii sieciowej przyjęty w tym badaniu został schematycznie zilustrowany na Rysunku 2.

Synteza pochodnych tiazolonu
Pochodne tiazolonu w tym badaniu zostały zsyntetyzowane w naszej poprzedniej pracy¹⁹, poprzez katalizowaną miedzią zdalną asymetryczną reakcję propargilacyjną. Reakcja wykorzystywała CuI jako katalizator oraz chiralny ligand Pybox (L1) jako rdzeń stereosterowy, w sys....

Wyniki

W tym badaniu 13 pochodnych tiazolonu (związki a-m; Rysunek 3, rysunek 4) zostały wcześniej zsyntetyzowane¹⁹ osób wybranych do oceny ich aktywności hamującej wobec komórek nowotworowych (rysunek 5). Spośród tych związków związek m o masie 100 μM wykazywał najwyższą stopień hamowania wobec komórek RD (komórka zarodkowa rabdomiosarcoma) (STR Authenticated)²²². Kolejne eksperymenty z różn.......

Dyskusja

Farmakologia sieciowa jest powszechnie wykorzystywana do przewidywania i przesiewania potencjalnie aktywnych cząsteczek w złożonych komponentach medycyny chińskiej oraz do wyjaśniania synergicznych mechanizmów działania wieloskładnikowego, wielocelowego i wieloszlakowego w formułach ziołowych. W tym badaniu zastosowaliśmy podejście farmakologii sieciowej, aby systematycznie zbadać potencjalny mechanizm nowo syntetyzowanego pochodnego tiazolonu przeciwko RD poprzez konstrukcję sieci związku-celu-szlak-choroba. W tym badan.......

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Zestaw testowy CCK-8	Beyotime Biotechnology Co., Ltd.	C0038	Zestaw używany do pomiaru żywotności i proliferacji komórek na podstawie redukcji rozpuszczalnej w wodzie soli tetrazolu w kolorowy produkt.
Czysty bench	Suzhou Antai Airtech Co., Ltd	SW-CJ-1FD	Stacja robocza z laminarnym przepływem powietrza, która zapewnia sterylne środowisko do obsługi hodowli komórkowych i innych wrażliwych materiałów.
CO2 Inkubator	Siła Leczenia	HF90	Do hodowli komórek stosuje się środowisko kontrolowane temperaturą, wilgotnością i CO><2, aby utrzymać optymalne warunki wzrostu.
Wysoka glukoza w DMEM	cytiva	SH30022.01	Pożywka hodowla komórkowa o wysokim stężeniu glukozy (4,5 g/L), odpowiednia dla różnych typów komórek, w tym szybko rosnących komórek ssaków.
FBS	YEASEN	40130ES76	Popularny suplement w podłożu hodowlanym komórek, dostarczający niezbędnych czynników wzrostu, hormonów i składników odżywczych do proliferacji komórek.
Mikroskop odwrócony	OLYMPUS	IX51	Mikroskop zaprojektowany z obiektywem pod stopień, umożliwiający obserwację hodowli komórkowych w kolbach lub płytkach od dołu.
Czytnik mikropłyt	Diatek	DR-200B	Instrument używany do wykrywania zdarzeń biologicznych, chemicznych lub fizycznych w próbkach mikropłyt poprzez pomiar absorbancji, fluorescencji lub luminescencji.
PBS	Jinuo Biomedical Technology Co., Ltd.	GNM20012	Roztwór buforowy jest powszechnie stosowany w badaniach biologicznych do mycia komórek, rozcieńczania roztworów oraz utrzymania stabilności pH.
RD (komórka zarodkowego rabdomiosarkoma) (uwierzytelniona STR)	Shanghai FuHeng Biotechnology Co., Ltd.	FH0712	Linia komórkowa została potwierdzona analizą krótkich powtórzeń tandemowych (STR), posiada dobrze określone tło genetyczne i wyraźną tożsamość komórki, co gwarantuje wiarygodność i powtarzalność danych eksperymentalnych.
RMPI Medium Modified (1640)	cytiva	SH30809.01	Szeroko stosowane medium hodowlane komórek, pierwotnie opracowane dla ludzkich komórek leukocytów, jest obecnie stosowane dla różnych typów komórek ssaków.
Trypsin-EDTA	Jinuo Biomedical Technology Co., Ltd.	GNM25200	Roztwór używany do odłączania przylegających komórek od powierzchni hodowli poprzez trawienie białek zewnątrzkomórkowych i chelatację jonów wapnia.