Interactions of low molecular weight compounds with DNA - factors affecting the binding of quinacrine to DNA in the nuclei of cells in in vitro cultures

Kwinakryna jest związkiem niskocząsteczkowym o charakterze słabej zasady, który znany był przede wszystkim jako lek antymalaryczny. Jest ona pochodną akrydyny i dzięki swojej budowie posiada zdolność do interkalacji między zasady DNA w utrwalonych komórkach. Prócz tego posiada łańcuch boczny wiążący się w mniejszym rowku DNA co dodatkowo stabilizuje wiązanie. Kwinakryna stosowana jest obecnie w wielu innych dziedzinach, w tym jako lek przeciwzapalny na toczeń rumieniowaty skórny i systemowy, a także jako barwnik fluorescencyjny do wybarwiania chromosomów w technice zwanej ‘Q-banding’. Przedmiotem niniejszej pracy było ustalenie jakie czynniki wpływają na wiązanie się kwinakryny do DNA w jądrach komórek w hodowlach in vitro. W tym celu komórki inkubowano z różnymi stężeniami kwinakryny w obecności oraz bez inhibitora V-ATPazy - pompy odpowiedzialnej za utrzymanie niskiego stężenia pH wewnątrz lizosomów, które posiadają zdolność do wychwytywania kwinakryny. Z przeprowadzonych badań wynika, iż na zdolność kwinakryny do wiązania się z DNA wpływa kilka czynników w tym faza cyklu komórkowego, stan chromatyny oraz obecność lub brak prawidłowo funkcjonujących lizosomów.

Quinacrine is a low-molecular-weight compound known primarily as an anti-malarial drug. It is a derivative of acridine and due to its structure it has an ability to intercalate between DNA bases in fixed cells. Additionally, it has a side chain binding in the minor groove of the DNA, which stabilize the bond with DNA. Quinacrine is used in many other areas today, including as an anti-inflammatory drug for cutaneous and systemic lupus erythematosus, and as a fluorescent dye for chromosome staining in a technique called Q-banding. The subject of this study was to determine what factors influence the binding of quinacrine to DNA in the nuclei of cells in in vitro cultures. For this purpose, cells were incubated with various concentrations of quinacrine in the presence and absence of the V-ATPase inhibitor. This pump is responsible for maintaining a low pH inside the lysosomes, which have the ability to sequestrate quinacrine. The conducted research shows that the ability of quinacrine to bind to DNA is influenced by several factors, including the phase of the cell cycle, the state of chromatin and the presence or absence of properly functioning lysosomes.