Changes in expression of genes related to caspases and BCL-2 family in RPTEC treated with amphotericin B and its modified forms

• Authors: Joanna M. Gola , Klaudia Simka , Barbara Strzałka-Mrozik , Celina Kruszniewska-Rajs , Mariusz Gagoś , Urszula Mazurek

Title variants

PL

Zmiany w ekspresji genów kodujących białka związane z aktywnością kaspaz oraz białka z rodziny BCL-2 w komórkach RPTEC traktowanych amfoterycyną B i jej modyfikowanymi formami

• Languages of publication: EN PL

Abstracts

EN

INTRODUCTION: The main limitation of the use of amphotericin B (AmB) – effective in the treatment of systemic fungal infections – is its high toxicity to human cells. The mechanism of AmB toxicity is not clear. Caspase-related and BCL-2 proteins participate in the regulation of apoptosis. Thus, they may be involved in drug toxicity. In this study we evaluated the influence of AmB on the transcriptional activity of genes related to caspases and the BCL-2 family. We also tested the influence of modified forms of AmB: AmB-Cu2+ (the complex with copper(II) ions) and the AmB-ox (oxidized form). MATERIAL AND METHODS: Human RPTECs (Renal Proximal Tubule Epithelial Cells) were treated with AmB, AmB-Cu2+ and AmB-ox. Total RNA was extracted using the phenol-chloroform method. The expression profiles of genes related to caspase activity and BCL-2 were determined using oligonucleotide microarrays (HG-U133A 2.0, Affymetrix). Analysis included 67 ID related to caspases and 32 ID associated with BCL-2, according to the Affymetrix database. RESULTS: The analysis revealed upregulation of the BCL-2 and BCL2L1genes in the cells treated with AmB-Cu2+, in comparison to the control. In both the AmB and AmB-Cu2+ -treated cells, differentiating genes were associated with inflammation and mitophagy activated by intrinsic signals. In the cells treated with AmB-ox, the BCL-2 genes were downregulated. CONCLUSIONS: The results suggest that AmB and AmB-Cu2+ activate genes involved in the regulation of inflam-mation and autophagy induced by intrinsic signals, but overexpression of BCL-2 and BCL2L1 may protect AmB-Cu2+--treated cells from death. In the cells treated with AmB-ox extrinsic signals prevail, indicating the distinct molecular mechanism of its cytotoxicity.

PL

WSTĘP: Głównym ograniczeniem stosowania amfoterycyny B (AmB) – skutecznej w leczeniu grzybic układowych – jest jej wysoka toksyczność wobec komórek ludzkich. Mechanizm cytotoksyczności nie został wyjaśniony. Białka związane z aktywnością kaspaz oraz białka należące do rodziny BCL-2 uczestniczą w regulacji apoptozy, mogą być zatem zaangażowane w procesy odpowiedzialne za toksyczność leku. W pracy oceniono wpływ AmB na aktywność transkrypcyjną genów kodujących białka związane z aktywnością kaspaz oraz białka z rodziny BCL-2. Zbadano również wpływ modyfikowanych form AmB: AmB-Cu2+ (kompleks z jonami miedzi (II)) i AmB-ox (formy utlenione). MATERIAŁ I METODY: Ludzkie komórki RPTECs (Human Renal Proximal Tubule Epithelial Cells) inkubowano z AmB, AmB-Cu2+ i AmB-ox. Całkowity RNA wyekstrahowano metodą fenolowo-chloroformową. Profil ekspresji genów wyznaczono techniką mikromacierzy oligonukleotydowych (HG-U133A 2.0, Affymetrix). Analiza obejmowała 67 ID genów związanych z aktywnością kaspaz i 32 ID geny kodujące białka z rodziny BCL-2, zaproponowane przez bazę Affymetrix. WYNIKI: Analiza wykazała nadekspresję genów BCL-2 i BCL2L1 w komórkach traktowanych AmB-Cu2+, w porównaniu z kontrolą. Zarówno w komórkach traktowanych AmB, jak i AmB-Cu2+ geny różnicujące związane były z za-paleniem i mitofagią aktywowanymi w odpowiedzi na sygnały wewnątrzkomórkowe. W komórkach traktowanych AmB-ox geny z rodziny BCL-2 były wyciszone. WNIOSKI: Wyniki sugerują, że AmB i AmB-Cu2+ aktywują geny zaangażowane w regulację zapalenia i mitofagii aktywowanych sygnałami wewnątrzkomórkowymi, jednak nadekspresja genów BCL-2 i BCL2L1 może chronić komórki traktowane AmB-Cu2+ przed śmiercią. W komórkach traktowanych AmB-ox przeważa sygnał zewnątrzkomórkowy, co wskazuje na odrębny mechanizm cytotoksyczności tej formy antybiotyku.

Keywords

EN

BCL-2; amfoterycyna B; amphotericin B; caspases; copper complexes; kaspazy; kompleksy miedzi; mikromacierze oligonukleotydowe; oligonucleotide microarrays

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Publisher: Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
• Journal: Annales Academiae Medicae Silesiensis
• Year: 2018
• Issue: 72
• Pages: 62-68

Contributors

author

Joanna M. Gola

• Katedra Biologii Molekularnej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu,Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

author

Klaudia Simka

• Katedra Biologii Molekularnej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu,Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

author

Barbara Strzałka-Mrozik

• Katedra Biologii Molekularnej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu,Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

author

Celina Kruszniewska-Rajs

• Katedra Biologii Molekularnej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu,Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

author

Mariusz Gagoś

• Zakład Biologii Komórki, Instytut Biologii i Biochemii, Wydział Biologii i Biotechnologii, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie

author

Urszula Mazurek

• Katedra Biologii Molekularnej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu,Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

• Document Type: article