Studies over synergistic anticancer effect of doxorubicin and piperlongumine in in vitro models

Abstract

Piperlongumina jest inhibitorem reduktazy karbonylowej, katalizującej biotransformację doksorubicyny do doksorubicynolu, metabolitu nieaktywnego względem komórek nowotworowych. W literaturze opisano potencjalizację działania przeciwnowotworowego antracyklin, poprzez zastosowanie różnych inhibitorów reduktazy karbonylowej, innych niż piperlongumina. W związku z tym, celem pracy było zbadanie przeciwnowotworowej interakcji między doksorubicyną i piperlonguminą w szeregu modeli in vitro. Aktywność badanej kombinacji leków określono w stosunku do linii komórkowej nowotworu prostaty DU 145. Wykonano testy aktywności dehydrogenazy mleczanowej (LDH), wychwytu czerwieni neutralnej i z fioletem krystalicznym, badające działanie cytotoksyczne i cytostatyczne doksorubicyny i piperlonguminy, stosowanych w skojarzeniu oraz osobno. Ponadto, określono wpływ tych związków na migracyjność komórek nowotworowych, przy użyciu videomikroskopii. W celu weryfikacji mechanizmu interakcji, zbadano wpływ piperlonguminy na biotransformację doksorubicyny, z użyciem cytozolu wątrobowego, stanowiącego źródło reduktazy karbonylowej.Przeprowadzone badania wykazały, że skojarzone stosowanie doksorubicyny i piperlonguminy ma charakter synergistycznego działania przeciwnowotworowego. Wykazano zwiększoną aktywność cytotoksyczną, cytostatyczną i antyinwazyjną kombinacji, w stosunku do związków stosowanych osobno. Piperlongumina istotnie wpływała na metabolizm doksorubicyny, hamując powstawanie doksorubicynolu, który odgrywa rolę w powstawaniu oporności komórek nowotworowych na antracykliny, oraz efekcie kardiotoksycznym.Piperlongumine is an inhibitor of enzyme – carbonyl reductase, which catalyze metabolic reduction of doxorubicin to doxorubicinol, a metabolite inactive against cancer cells. In literature potentialization of anthracyclines activity by different inhibitors of carbonyl reductase, other than piperlongumine, was described. Therefore, the aim of the study was to investigate anticancer interaction between doxorubicin and piperlongumine in in vitro models. Activity of drugs combination was determined against prostate cancer cell line DU 145. LDH, neutral red uptake and crystal violet assays were conducted do investigate cytotoxic and cytostatic properties of doxorubicin and piperlongumine, used separetly or in combinations. Moreover influence of drugs on cancer cells motility was determined, with videomicroscopy. To examine mechanism of interaction, influence of piperlongumine on doxorubicin biotrasformation was analyzed in hepatic cytosol, containing carbonyl reductase.Combined treatment of doxorubicin and piperlongumine exerted synergistic anticancer activity. Increased cytotoxicity, inhibition of proliferation, and anti-invasive properties of drugs combination were found, against agents used separetly. Piperlongumine significantly affected doxorubicin metabolism, by inhibiting formation of doxorubicinol, which has significance in development of cancer cells resistance to anthracyclines, but also participates in development of cardiotoxic effect