PARP gátlószerek PARilációtól független hatásai az UVB és az UVA sugárzás által kiváltott sejthalál során

Dátum
Szerzők
Lakatos, Petra
Folyóirat címe
Folyóirat ISSN
Kötet címe (évfolyam száma)
Kiadó
Absztrakt
A poli-ADP-ribóz polimeráz – 1 (PARP-1) enzim több biológiai funkciója mellett fontos szerepet játszik olyan DNS hibajavító mechanizmusok lejátszódásában, mint a bázis és nukleotid kivágásos hibajavítás vagy a homológ rekombináció és a nem homológ DNS végek összekapcsolása. Az említett folyamatokban való szerepe jól jellemzett az irodalomban, de még nem minden aspektusból ismert. A Napból érkező különböző hullámhosszúságú UV sugárzások többféle DNS károsodást okoznak a velük érintkező sejtekben. Ezek a DNS károsodások a legfőbb kiinduló pontjai lehetnek a különböző bőrrák fajták kialakulásának amennyiben a DNS hibajavítás nem teljeskörű. Munkánk első felében a PARP-1 enzim szerepét szerettük volna tanulmányozni az UVB okozta sejthalál során. Eredményeink szerint, mind a PARP -1 enzim specifikus gátlása, mind a PARP farmakológiai gátlása fokozta az UVB által kiváltott sejthalál mértékét HaCaT sejtvonalon és primer keratinociták esetében is. A hatás valószínűleg a PARP gátlás következtében fellépő csökkent hatásfokú DNS hibajavítás eredménye. Ugyanakkor kimutattuk, hogy a 3-aminobenzamid (3-AB) nevű PARP gátlószer PARilációtól független módon védi a primer keratinocitákat az UVB és az UVA által kiváltott sejthaláltól. A védelem megnyilvánul rövid-, és hosszútávon egyaránt valamint hatékony nekrózis és apotózis esetében is. A 3-AB védelmi mechanizmusára nem derült fény teljes mélységében a kísérletek során, ugyanakkor valószínűsíthető, hogy a védelemhez hozzájárul antioxidáns és fényszűrő hatás egyaránt a gátlószer részéről. Az UVA sugárzás kombinálása pszorálen típusú vegyülettel (PUVA), az orvostudományban elterjedten alkalmazott eljárás például a pszoriázis elleni terápiában. A PUVA kezelés rendkívül mutagén hatású lehet, adott esetben, az általa kiváltott különböző DNS károsodások miatt. A PARP-1 specifikus csendesítése és a Veliparib általi PARP gátlás nem befolyásolta szignifikáns mértékben a PUVA kezelés során fellépő sejthalál mértékét. A PJ-34 nevű gátlószer azonban, egyrészt fokozta ezt a toxicitást, másrészt kísérleteink eredménye szerint, UVA sugárzással egyidejűleg alkalmazva, szintén fototoxikus hatású. A fototoxicitás megnyilvánul egyszeres DNS törések és egyéb DNS károsodások indukciójábn, valamint apoptózis kiváltásában. A sejthalál mértékét kaszpáz gátlószerekkel jelentősen csökkenteni lehet. Kimutattuk továbbá, hogy a PJ-34 kémia szerkezete kismértékben ugyan, de változik az UVA sugárzás hatására, azonban ez nem változtat a PARP gátló képességén, ugyanakkor valószínűleg ez okozza fényérzékenyítő hatását.
Poly(ADP-ribose) polymerase – 1 (PARP-1) has diverse biological functions including has an important role in different types of DNA repair mechanisms: base excision repair, nucleotid excision repair, homologous recombination and in non-homologous recombination system. In these mechanisms the role of PARP has been investigated, but it is still not fully elucidated. The sunlight of different wavelength can cause many types of DNA damage in the exposed cells. These DNA photolesions can be starting points of different types of skin cancer if the DNA repair is not complete. In the first part of the project we aimed to investigate the possible role of PARP-1 or PARylation in UVB-induced cell death. We found that specific silencing or pharmakological inhibition of PARP-1 sensitized HaCaT cells or normal human epidermal keratinocytes to UVB irradiation. This sensitizing effect likely stems from the decreased DNA repair caused by PARP silencing or inhibition. We showed that the PARP inhibitor 3-aminobenzamide (3-AB) has a PARP inpendent protective effect against UVB or UVA irradiaton. It provides short- and long-term protection to primary keratinocytes against UV-induced necrosis and apoptosis as well. Moreover, our findings indicate that the protective effect of 3-AB has a PARP independent mechanism and data suggest that a sunscreen-like effect or presumable radical scavenger activity of 3-AB contributes to the protection. A combination of a psoralen (P) with light of matching wavelength (UVA) is a common treatment modality in various diseases including psoriasis. PUVA treatment can be mutagenic due to PUVA-induced DNA damage. The scilencing of PARP-1 and pharmacological inhibition by Veliparib had no significant effect to the cell viability during UVA irradiation or PUVA treatment. Surprisingly, PJ-34 triggered the phototoxic effect of PUVA and it acts as a photosensitizer when combined with low dose of UVA. This phototoxic effect includes DNA single and double strand breaks and induction of apoptosis. Specific caspase inhibitors significantly but not completely decreased the phototxic effect of PJ-34+UVA treatment. Irradiation of PJ-34 with UVA caused changes both in the UV absorption and in the 1H NMR spectra of the compound. These structural changes do not influence the PARP inhibitory ability of PJ-34 but probably it increases its photoxic effect.
Leírás
Kulcsszavak
UV sugárzás/ UV irradiation, PARP gátlószerek/ PARP inhibitors, DNS károsodás/ DNA damage
Forrás