Abstract

Background. Because of the side effects of cytostatic drug treatment, new effective anticancer compounds with potentially lower toxicity are being sought. It is believed that oxidative stress due to abnormal production of reactive oxygen molecules plays a role in the etiology of the toxicity of antiproliferative drugs. In previous in vitro experiments on the HL-60 leukemia cell line, the antiproliferative activity of a new pyridopyrazolopyrimidine derivative (the compound KP972) was found to be similar to that of cisplatin (patent P 379). Moreover, the authors’ studies on KP972 and cisplatin revealed the participation of a free radical process in the action of KP972, which decreased the concentration of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and the hydroxyl radical level on in vitro models. Cisplatin, used as a standard, showed the opposite effect. The protective function of enzymatic antioxidants against the effects of free radicals is known. Both superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx) are involved in the body’s antioxidant defense mechanism.
Objectives. The purpose of this study was to evaluate the effect of the new derivative, KP972, on SOD and GPx activity in comparison with cisplatin. The joint effect of KP972 and cisplatin on antioxidative potential was also evaluated.
Material and Methods. The study was performed on an in vitro model using erythrocytes. Human erythrocytes were obtained from patients of a surgical clinic. SOD activity was determined using the Randox method, while GPx activity was measured by the Ransel method. The material was exposed to KP972 or cisplatin in doses from 1.0 μg/ml to 70.0 μg/ml.
Results. There was a significant increase in SOD activity after KP972 treatment at concentrations of 1.0 μg/ml, 3.5 μg/ml, 30.0 μg/ml and 40.0 μg/ml. In case of cisplatin, a significant decrease in SOD activity was observed. GPx activity increased slightly after both KP972 and cisplatin treatment. Linear correlations between selected parameters indicate the involvement of the enzymes in preventing the oxidative damage in cells caused by cisplatin. The activity of SOD and GPx after exposure to a mixture of KP972 and cisplatin was also evaluated. The joint effect was an increase in SOD activity, in contrast to the decrease caused by cisplatin alone (p < 0.05).
Conclusion. The pyridopyrazolopyrimidine derivative KP972 stimulates the antioxidant barrier, measured as SOD and GPx activity; cisplatin has the opposite effect. Joint treatment with KP972 and cisplatin reduces the free radical effects of cisplatin (Adv Exp Med 2011, 20, 5, 591–597).

Streszczenie

Wprowadzenie. Działania niepożądane, występujące podczas leczenia cytostatykami, są powodem poszukiwania nowych związków przeciwnowotworowych o potencjalnie mniejszej toksyczności. Do czynników odpowiedzialnych za działania uboczne leków antyproliferacyjnych należy nadmierne wytwarzanie reaktywnych form tlenu określane mianem stresu oksydacyjnego. Przedmiot niniejszej pracy, preparat KP972 – nowa pochodna pirydopirazolopirymidyny – we wcześniejszych badaniach in vitro wykazał aktywność przeciwnowotworową na linii komórek białaczki HL-60 porównywalną z cisplatyną i stał się przedmiotem patentu (P 379). Badania własne z udziałem KP972 i cisplatyny wykazały udział procesów wolnorodnikowych w oddziaływaniu tych dwóch związków. W walce z wolnymi rodnikami aktywny udział biorą enzymy antyoksydacyjne, wśród których bardzo ważną rolę odgrywa dysmutaza ponadtlenkowa (SOD) i peroksydaza glutationowa (GPx).
Cel pracy. Ocena wpływu opatentowanej uprzednio pochodnej – KP972 na aktywność SOD i GPx w porównaniu z cisplatyną. Dokonano też analizy łącznego oddziaływania preparatu KP972 i cisplatyny na aktywność obu enzymów w krwince czerwonej.
Materiał i metody. Badanie przeprowadzono na modelu in vitro z użyciem ludzkich erytrocytów. Aktywność SOD oznaczano według metody Randox, a aktywności GPx według metody Ransel. Badano wpływ preparatu KP972 oraz cisplatyny, a także ich mieszaninę w dawkach 1,0–70,0 μg/ml. KP972 uzyskano z Katedry Technologii Leków Akademii Medycznej we Wrocławiu, a cisplatynę z firmy EBEWE.
Wyniki. Stwierdzono statystycznie istotny wzrost aktywności SOD po dodaniu KP972 w stężeniach: 1,0; 3,5; 30,0 i 40,0 μg/ml. W przypadku cisplatyny zaobserwowano zmniejszenie aktywności SOD (p < 0,05). Aktywność GPx nieznacznie wzrosła po ekspozycji krwinki czerwonej na obie badane substancje. Wystąpienie korelacji liniowej między wybranymi parametrami wskazuje na udział badanych enzymów w zapobieganiu uszkodzeniom oksydacyjnym w komórkach, wywoływanych przez cisplatynę. Oceniono ponadto aktywność SOD i GPx przy ekspozycji na mieszaninę KP972 i cisplatyny, wykazując że wspólne działanie spowodowało wzrost aktywności SOD, która była hamowana przez samą cisplatynę (p < 0,05).
Wnioski. Pochodna pirydopirazolopirymidyny (KP-972) stymuluje barierę antyoksydacyjną, mierzoną jako aktywność SOD i GPx, a cisplatyna ma działanie przeciwne. Działanie łączne preparatu KP972 i cisplatyny ogranicza wolnorodnikowe efekty cisplatyny (Adv Exp Med 2011, 20, 5, 591–597).