Vliv vybraných alkaloidů na buněčné linie a DNA struktury

Abstract

G-kvadruplexy jsou sekundární struktury DNA, které se tvoří v sekvencích nukleových kyselin bohatých na guanin. Jsou tvořeny na sebe naskládanými G-tetrádami skládajícími se ze čtyř guaninů spojených Hoogsteenovými vodíkovými vazbami a jsou stabilizovány jednomocnými kationty, nejčastěji draselným nebo sodným. G-kvadruplexy hrají roli v mnoha biologických procesech, jako je například replikace DNA nebo regulace transkripce. Stabilizace G-kvadruplexových struktur pomocí ligandů se ukazuje jako slibná strategie v boji proti nádorovým onemocněním. V této diplomové práci byla testována cytotoxicita kvercetinu a myricetinu na třech buněčných liniích, a to na buňkách karcinomu prsu (MCF-7), keratinocytech (HaCaT) a fibroblastech (HDF). Bylo prokázáno, že myricetin působil toxičtěji na všechny testované buněčné linie. Dále byla zkoumána interakce kvercetinu a myricetinu s oligonukleotidy s odlišnými topologiemi G-kvadruplexu – paralelní, antiparalelní a hybridní. Myricetin interagoval se všemi topologiemi G-kvadruplexu silněji než kvercetin. V neposlední řadě bylo pomocí fluorescenční mikroskopie zkoumáno, zda k buněčné smrti po ošetření testovanými látkami dochází nekrózou nebo apoptózou a bylo odhaleno, že většina buněk byla nekrotická.

G-quadruplexes are secondary DNA structures that are formed in nucleic acid sequences rich in guanine. They consist of stacked G-tetrads that are composed of four guanines linked by Hoogsteen hydrogen bonds and are stabilized by monovalent cations, most commonly potassium or sodium. G-quadruplexes play a role in various biological processes, such as DNA replication and transcription regulation. The stabilization of G-quadruplex structures by ligands has emerged as a promising strategy in strengthening cancer therapy. In this thesis, the cytotoxicity of quercetin and myricetin was tested on three cell lines: breast carcinoma cells (MCF-7), keratinocytes (HaCaT), and fibroblasts (HDF). It was demonstrated that myricetin exhibited greater toxicity towards all tested cell lines. Furthermore, the interaction of quercetin and myricetin with oligonucleotides forming different G-quadruplex topologies such as parallel, antiparallel, and hybrid, was tested. Myricetin demonstrated a stronger binding affinity for G-quadruplexes across all topologies compared to quercetin. Lastly, fluorescence microscopy was used to determine whether cell death following treatment with the tested compounds occurred via necrosis or apoptosis. The results revealed that the majority of cells underwent necrosis.