Ю.В. Абаленихина1, А.В. Щулькин2, А.А. Сеидкулиева3,  М.О. Порошина4, Е.А. Судакова5, Е.Н. Якушева6

1–6 ФГБОУ ВО Рязанский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова  Минздрава России (г. Рязань, Россия)

Постановка проблемы. P-гликопротеин (Рgp, ABC-транспортер) имеет важное клиническое значение, так как участвует в выведении эндогенных и экзогенных веществ из клетки. Регуляция его экспрессии и активности мало изучена в условиях окислительного стресса.  В связи с этим актуальным представляется изучить механизмы регуляции Рgp с целью повышения эффективности фармакотерапии.

Цель работы – изучение изменения количества белка множественной лекарственной устойчивости Pgp при подавлении синтеза глутатиона и оценка роли транскрипционного фактора NF-E2-related factor 2 (Nrf2) в данном процессе.

Результаты. Бутионин-сульфоксимин (БСО) является необратимым ингибитором фермента γ-глутамилцистеинсинтетазы, который играет ключевую роль в синтезе и поддержании клеточного уровня глутатиона. В концентрациях 1 и 5 мкМ БСО не влиял на уровень восстановленных тиолов, количество Nrf2 и Pgp в клетках линии Сасо-2. Воздействие БСО в концентрациях 10…100 мкМ способствовало снижению уровня небелковых и белковых тиоловых SH-групп. При этом происходило повышение количества Nrf2, что отрицательно коррелировало с концентрацией восстановленных белковых тиолов. Количество Рgp возрастало при воздействии БСО в концентрациях 10 и 50 мкМ и положительно коррелировало с количеством Nrf2.

Практическая значимость. Повышение количества Pgp при снижении содержания глутатиона может объяснять повышенный уровень белка-транспортера в опухолевых клетках, образование которых связано с развитием окислительного стресса.

Абаленихина Ю.В., Щулькин А.В., Сеидкулиева А.А., Порошина М.О., Судакова Е.А., Якушева Е.Н. Белок множественной лекарственной устойчивости Р-гликопротеин в условиях ингибирования синтеза глутатиона in vitro // Технологии живых систем. 2021. T. 18. № 3. С. 43−51. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700997-202103-04

1. Raghu G., Pierre-Jerome M., Dordal M.S., Simonian P., Bauer K.D., Winter J.N. P-glycoprotein and alterations in the glutathione/glutathione-peroxidase cycle underlie doxorubicin resistance in HL-60-R, a subclone of the HL-60 human leukemia cell line // Int. J. Cancer. 1993. V. 53(5). P. 804–811. DOI: 10.1002/ijc.2910530517
2. Кукес В.Г., Грачев С.В., Сычев Д.А., Раменская Г.В. Метаболизм лекарственных средств. Научные основы персонализированной медицины: Руководство для врачей. М.: Гэотар-Медиа. 2008. 304 с.
3. Ding Y., Wang R., Zhang J., Zhao A., Lu H., Li W., Wang C., Yuan X. Potential Regulation Mechanisms of Pgp in the Blood-Brain Barrier in Hypoxia // Curr. Pharm. Des. 2019. V. 25 (10). P. 1041–1051. DOI: 10.2174/1381612825666190610140153
4. Pinzón-Daza M.L., Cuellar-Saenz Y., Nualart F., Ondo-Mendez A., Del Riesgo L., Castillo-Rivera F., Garzón R. Oxidative Stress Promotes Doxorubicin-Induced Pgp and BCRP Expression in Colon Cancer Cells Under Hypoxic Conditions // J. Cell. Biochem. 2017. V. 118 (7). P. 1868–1878. DOI: 10.1002/jcb.25890
5. Ерохина П.Д., Абаленихина Ю.В., Щулькин А.В., Черных И.В., Котлярова А.А., Правкин С.К., Слепнев А.А., Якушева Е.Н. Изучение влияния эстрадиола на активность гликопротеина-Р in vitro // Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2020. Т. 8(3).  С. 329–336.
6. Wartenberg M., Ling F.C., Schallenberg M., Bäumer A.T., Petrat K., Hescheler J., Sauer H.  Down-regulation of intrinsic  P-glycoprotein expression in multicellular prostate tumor spheroids by reactive oxygen species // J. Biol. Chem. 2001. V. 276 (20).  P. 17420-17428. DOI: 10.1074/jbc.M100141200
7. Hong H., Lu Y., Ji Z., Liu G. Up-regulation of P-glycoprotein expression by glutathione depletion-induced oxidative stress in rat brain microvessel endothelial cells // Journal of Neurochemistry. 2006. V. 98. P. 1465–1473. DOI: 10.1111/j.1471-4159.2006.03993.x
8. Raghunath A., Sundarraj K., Nagarajan R., Arfuso F., Bian J., Kumar A. P., Sethi G., Perumala E. Antioxidant response elements: Discovery, classes, regulation and potential applications // Redox Biol. 2018. V. 17. P. 297–314. DOI: 10.1016/j.redox.2018.05.002
9. Wu B., Li H.X., Lian J., Guo Y.J., Tang Y. H., Chang Z.J., Hu L.F., Zhao G. J., Hong G.L., Lu Z.Q. Nrf2 overexpression protects against paraquat induced A549 cell injury primarily by upregulating P glycoprotein and reducing intracellular paraquat accumulation // Experimental and therapeutic medicine. 2019. V. 17. P. 1240–1247. DOI: 10.3892/etm.2018.7044
10. Ерохина П.Д., Абаленихина Ю.В., Щулькин А.В., Черных И.В., Попова Н.М., Слепнев А.А., Якушева Е.Н. Изучение влияния прогестерона на активность гликопротеина-Р in vitro // Российский медико-биологический вестник имени академика  И.П. Павлова. 2020. Т. 28(2). С. 135–142. DOI: 10.23888/PAVLOVJ2020282135-142
11. Pendyala L., Perez R., Weinstein A., Zdanowicz J., Creaven P.J. Effect of glutathione depletion on the cytotoxicity of cisplatin and iproplatin in a human melanoma cell line // Cancer Chemother Pharmacol. 1997. V. 40. P. 38–44. DOI: 10.1007/s002800050622
12. Boschi-Muller S., Azza S., Sanglier-Cianferani S., Talfournier F., Dorsselear A. V., Branlant G. A sulfenic acid enzyme intermediate is involved in the catalytic mechanism of peptide methionine sulfoxide reductase from Escherichia Coli // J. Biol. Chem. 2000.  V. 275. P. 35908-35913. DOI: 10.1074/jbc.M006137200
13. Ellman L.G. Tissue sulfhydryl groups // Arch. Biochem. Biophys. 1959. V. 82. P. 70–77. DOI: 10.1016/0003-9861(59)90090-6
14. Nagy L., Nagata M., Szabo S. Protein and non-protein sulfhydryls and disulfides in gastric mucosa and liver after gastrotoxic chemicals and sucralfate: Possible new targets of pharmacologic agents // World J. Gastroenterol. 2007. V. 13(14). P. 2053-2060.  DOI: 10.3748/wjg.v13.i14.2053
15. Pizzino G., Irrera N., Cucinotta M., Pallio G., Mannino F., Arcoraci V., Squadrito F., Altavilla D., Bitto A. Oxidative Stress: Harms and Benefits for Human Health // Oxid. Med. Cell Longev. 2017. Article ID 8416763. DOI: 10.1155/2017/8416763
16. Haddad J.J. L-Buthionine-(S,R)-sulfoximine, an irreversible inhibitor of gamma-glutamylcysteine synthetase, augments LPSmediated pro-inflammatory cytokine biosynthesis: evidence for the implication of an IkappaB-alpha/NF-kappaB insensitive pathway // Eur. Cytokine Netw. 2001. V. 12 (4). P. 614–624.
17. Drew R., Miners J.O. The effects of buthionine sulphoximine (BSO) on glutathione depletion and xenobiotic biotransformation // Biochem. Pharmacol. 1984. V. 33 (19). P. 2989-2994. DOI: 10.1016/0006-2952(84)90598-7
18. Raghunath A., Sundarraj K., Nagarajan R., Arfuso F., Bian J., Kumar A. P., Sethi G., Perumala E. Antioxidant response elements: Discovery, classes, regulation and potential applications // Redox Biol. 2018. V. 17. P. 297–314. DOI: 10.1016/j.redox.2018.05.002
19. Lee S.J., Kim D.-G., Lee K.-Y., Koo J.S., Lee B.-J. Regulatory mechanisms of thiol-based redox sensors: lessons learned from structural studies on prokaryotic redox sensors // Arch. Pharm. Res. 2018. V. 41. P. 583–593. DOI: 10.1007/s12272-018-1036-0
20. Wen Zh., Liu W., Li X., Chen W., Liu J., Wen Zh., Liu Zh. A Protective Role of the NRF2-Keap1 Pathway in Maintaining Intestinal Barrier Function // Oxid. Med. Cell Longev. 2019. Article ID 1759149. DOI: 10.1155/2019/1759149
21. García-Guede Á., Vera O., Ibáñez-de-Caceres I. When Oxidative Stress Meets Epigenetics: Implications in Cancer Development // Antioxidants (Basel). 2020. V. 9 (6). P. 468. DOI:10.3390/antiox906046