Effect of the interaction of the active drug OCT1 with the TOP2A-DNA complex on the binding of histones to DNA

Interkalatory dzięki obecności pierścieni aromatycznych w swojej strukturze oraz małej masie cząsteczkowej mogą oddziaływać niekowalencyjnie z DNA. Te własności pozwalają na wykorzystanie ich w badaniach naukowych jako barwniki jąder komórkowych oraz w medycynie jako leki przeciwnowotworowe. Związek OCT1002 jest nowym lekiem, który ma być stosowany w przypadku raka prostaty. Pod wpływam hipoksji jest redukowany do formy OCT1001, która działa jako inhibitor topoizomerazy II, enzymu, który usuwa superhelikalne skręty dwuniciowego DNA podczas procesu replikacji. Dodatkowo po dostaniu się do jądra komórkowego oddziałuje z chromatyną zaburzając oddziaływanie DNA – histon. Skutkiem tego jest translokacja dynamicznego histonu łącznikowego H1 do jąderek. Można zbadać to zjawisko in vitro, z użyciem hodowli komórkowych z ekspresją histonu znakowanego białkiem fluorescencyjnym GFP. W niniejszej pracy wykorzystano mikroskopię konfokalną do zobrazowania wpływu leku OCT1001 na strukturę chromatyny oraz dynamikę białek histonowych. Badanie przeprowadzono na komórkach nowotworowych HeLa z wyznakowanym histonem łącznikowym H1 oraz rdzeniowym H2B.

Intercalators can interact non-covalently with DNA due to the presence of aromatic rings in their structure and their low molecular weight. These properties allow them to be used in scientific research as cell nuclei dyes, and in medicine as anti-cancer drugs. The compound OCT1002 is a new drug to be used for prostate cancer. Under the influence of hypoxia, it is reduced to the form OCT1001, which acts as an inhibitor of topoisomerase II, an enzyme that removes super-helical strands of double-stranded DNA during the replication process. Additionally, once it enters the cell nucleus, it interacts with chromatin and disrupts the DNA-histone interaction. This results in translocation of the dynamic linker histone H1 to the nucleolus. It is possible to study this phenomenon in vitro, using cell cultures expressing histone labelled with the fluorescent protein GFP. In this study, confocal microscopy was used to visualise the influence of the drug OCT1001 on chromatin structure and histone protein dynamics. The study was performed on HeLa tumour cells with labelled linker histone H1 lub core histone H2B.