Evaluation of pro-apoptotic activity of MCL-1 protein inhibitor on bone marrow stromal cells of HS-5 lineage

Białka z rodziny BCL-2 są kluczowymi regulatorami procesu apoptozy. Należące do tej rodziny białko MCL-1 wykazuje zwiększoną ekspresję w wielu typach nowotworów, w tym w białaczkach i prowadzi do obniżenia apoptozy w tych komórkach oraz ograniczenia skuteczności różnych terapii przeciwnowotworowych, tj. radioterapii, chemioterapii i terapii celowanej. Biorąc pod uwagę jego rolę, białko MCL-1 stanowi atrakcyjny cel terapii przeciwnowotworowej. W badaniach nad aktywnością przeciwbiałaczkową potencjalnych leków ważną kwestią jest określenie cytotoksyczności tych związków nie tylko wobec komórek białaczkowych, ale również wobec prawidłowych komórek podścieliska szpiku kostnego (BMSCs). Dotychczasowe badania wskazują na istotną rolę BMSCs w utrzymaniu prawidłowej hematopoezy, jak również w procesie leukemogenezy. Dlatego celem niniejszych badań było określenie wpływu inhibitora białka MCL-1, S63845, na żywotność komórek podścieliska szpiku kostnego linii HS-5 i indukowanie apoptozy w tych komórkach. Związek S63845 należy do stosunkowo nowej klasy związków przeciwnowotworowych, znanych jako mimetyki BH3, których rola polega na wiązaniu się z wysokim powinowactwem do białek antyapoptotycznych i hamowaniu ich aktywności celem wywołania apoptozy. W przeprowadzonych badaniach cytotoksyczność S63845 na komórki podścieliska szpiku kostnego linii HS-5 in vitro określono za pomocą trzech testów: PrestoBlue, Aneksyna-V/jodek propidyny oraz wykrywania aktywnej kaspazy-3/7. Zaobserwowano zmniejszenie przeżywalności komórek HS-5 oraz wzrost indukcji apoptozy w tych komórkach wraz ze wzrostem stężenia inhibitora. Silny efekt cytotoksyczny obserwowano, gdy inhibitor był zastosowany w stężeniach mikromolowych. Porównując uzyskane wyniki z dostępną na ten temat literaturą można wysunąć wniosek, że S63845 wykazuje aktywność przeciwnowotworową w stężeniach niższych nanomolowych, nieszkodliwych dla prawidłowych komórek podścieliska szpiku kostnego.

Proteins from the BCL-2 family are the key regulators of apoptosis. MCL-1, a member of this family is upregulated in various types of cancer, including leukemia and leads to reduction in apoptosis in these cells as well as limitations in the effectiveness of various anticancer therapies, such as radiotherapy, chemotherapy, and targeted therapy. Given its role, MCL-1 is an attractive anticancer target. In studies on the anti-leukemic activity of potential drugs, it is importantto determine the cytotoxicity of these compounds not only towards leukemia cells but also towards normal bone marrow stromal cells (BMSCs). Previous studies indicate the significant role of BMSCs in maintaining normal hematopoiesis as well as in the leukemogenesis process.Therefore, the aim of this study was to determine the effects of the MCL-1 inhibitor, S63845, on the viability of HS-5 bone marrow stromal cells and on the induction of apoptosis in these cells. The compound S63845 belongs to a relatively new class of anticancer compounds known as BH3 mimetics, which bind with high affinity to anti-apoptotic proteins from BCL-2 family and inhibit their activity to induce apoptosis.In the conducted study, the cytotoxicity of S63845 on HS-5 cells in vitro was determined using three tests: PrestoBlue, Annexin-V/propidium iodide and detection of active caspase-3/7. A decrease in the viability of HS-5 cells and an increase in the induction of apoptosis in these cells were observed as the inhibitor concentration increased. Strong cytotoxic effects were observed when the inhibitor was used at micromolar concentrations. Comparing the obtained results with the available literature, it can be concluded that S63845 exhibits anticancer activity at lower nanomolar concentrations that are non-toxic to normal bone marrow stromal cells.