The role of Bax in PMC-F induced cell death mechanism in HCT116 colon carcinoma cell lines

Abstract

Laboratuarımızdan rapor edilen bir önceki çalışmada PMC'nin 2 analoğu; PMC-A ve PMC-F 9 analog içerisinden HCT116 kolon karsinoma hücreleri üzerinde en toksik ilaçlar olarak bulunmuştur.Bu çalışmada, PMC-A ve PMC-F'in sitotoksisteleri karşılaştırılmış ve HCT116 WT ve Bax -/- hücrelerindeki hücre ölüm sinyal yolları belirlenmiştir. Bax-/- hücreleri ilaç muamelesinin erken zaman dilimlerinde dirençlilik göstermiş, WT hücreleriyle benzer ölüm tepkisini takip etmiştir. PMC-F, caspase-3, -9 ve -8'in ilk kesimlerini tetikleyerek PMC-A'ya göre daha etkili bulumuştur. Bu nedenle, ilerleyen deneylerde PMC-F kullanılmıştır.PMC-F ile indüklenmiş apoptozizde MAP kinazların rolünü anlayabilmek için fosforilasyon seviyeleri incelenmiştir. Sonuçlar göstermiştir ki Bax-/- hücreleri daha fazla ERK 1/2 ve JNK fosforilasyonu sergilemiştir. Ayrıca, WT hücreleri Bax-/- hücrelerine göre daha uzun süre artan bir p38 fosforilasyonu göstermiştir. Diğer taraftan PMC-F'in her iki hücre hattında da ROS üretimini tetiklediğini; ancak Bax-/- hücrelerinin bu üretimi daha az ve daha geç bir tepkiyle gerçekleştirmiş olduğunu gösterdik.Bu sonuçlar işaret etmiştir ki PMC-A ve PMC-F kolon kanseri'nin tedavi edilmesinde yeni potansiyel anti-kanser ilaçları olarak değerlendirilebilir. Ayrıca, ROS MAP kinaz fosforilasyon seviyesini ve Bax-/- hücrelerinin PMC-F ile indüklenmiş apoptozdaki ölüme karşı olan erken dirençliliğini belirleyen muhtemel temel sinyal mekanizması olarak durmaktadır.

In a previous study reported from our lab, 2 analogous of Pramanicin (PMC); PMC-A and PMC-F were found to be the most toxic drugs in HCT116 colon carcinoma cell line, among 9 analogues.In this study, cytotoxicity of PMC-A and PMC-F has been compared and death signaling pathways have been identified in HCT116 WT and Bax-/- cells. Bax-/- cells exhibited resistance in the early times of drug treatment, followed similar death response with WT cells. PMC-F was more effective than PMC-A inducing the initial cleavage of caspase-3, -9 and -8. Therefore, PMC-F was used in the further experiments.To understand the role of MAP kinases in PMC-F induced apoptosis, their phosphorylation levels were investigated. The results showed that Bax-/- cells exhibited higher level of ERK 1/2 and JNK phosphorylations. Also, WT cells presented an increasing phosphorylation level of p38 sustained longer than Bax-/- cells. We also demonstrated that PMC-F induced ROS production in both cell lines, but less and with a delayed manner in Bax-/- cells.These data indicate that PMC-A and PMC-F may stand for new potential anti-cancer drugs for the treatment of colon cancer. Moreover, ROS might be the key signaling mechanism which determines the level of MAPK phosphorylation and the earlier resistance of HCT116 Bax-/- cells to death in PMC-F induced apoptosis.