Search

Acquired resistance to anti-cancer therapy is common and is a major clinical issue. Functional DNA repair pathways provide a common mechanism for drug resistance, but it can also result from mutations or reduced expression of the targeted protein. The overexpression or nuclear localisation of the multifunctional Y-box binding protein (YB-1) is considered as a prognostic marker for drug resistance in tumours. YB-1 has several interaction partners in cells; in this study, we have focused on its interaction with the human DNA repair enzyme NTH1 (hNTH1) and human DNA topoisomerase I (hTopoI), two enzymes that have been shown to be stimulated by YB-1. The abundance of the hNTH1/YB-1 complex was shown to increase in cisplatin-resistant tumour cells. Human TopoI is an essential enzyme involved in cellular regulation of DNA supercoiling and is the target of several anti-cancer agents. YB-1 enhances the activity of hTopoI and its sensitivity to hTopoI inhibitor, camptothecin in tumour cells. We have characterised the YB-1/hNTH1 and YB-1/hTopoI complexes in vitro and in vivo using Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET) measurements to identify and develop new strategies for the treatment of drug-resistant tumours. We also designed and optimised an original FRET-based biosensor to screen two medium-sized chemical libraries in order to find potential inhibitors of the hNTH1/YB-1 complex. Several "hits" were identified that significantly reduced the FRET level of our biosensor. For some of these compounds, we have reproduced these results starting from powders, have performed dose-response curves and have validated their actions as inhibitors of the hNTH1/YB-1 interface using alternative binding assays. Taken together, our results demonstrate that YB-1 directly interacts and stimulates a DNA repair and a DNA relaxing enzyme and targeting the YB-1/hNTH1 interface represents an interesting new strategy for the development of anti-cancer drugs., Anti-kanser tedavisine karşı kazanılan direnç yaygın ve önemli bir klinik sorundur. Fonksiyonel DNA onarım yolları, ilaç direnci için yaygın bir mekanizma sağlamaktadır, ancak aynı zamanda, hedeflenen proteinin mutasyonlarından veya ekspresyonunun azalmasından da kaynaklanabilmektedir. Çok işlevli Y-box bağlanma proteinin (YB-1) aşırı ekspresyonu veya nükleer lokalizasyonu, tümörlerde ilaç direnci için bir prognostik belirteç olarak kabul edilmektedir. YB-1'in hücrelerde birkaç etkileşim partneri vardır; bu çalışmada, YB-1 ile aktiviteleri uyarıldığı gösterilen insan DNA onarım enzimi NTH1 (hNTH1) ve insan DNA topoizomeraz I (hTopoI) ile olan etkileşimleri üzerine odaklandık. Cisplatin-dirençli tümör hücrelerinde hNTH1/YB-1 kompleks oluşumunun arttığı gösterilmiştir. İnsan TopoI, DNA süpersarmallarının hücresel regülasyonunda yer alan ve birkaç anti-kanser ajanının hedefi olan önemli bir enzimdir. YB-1, hTopoI aktivitesini ve tümör hücrelerinin hTopoI inhibitörü Campthotecin'e olan duyarlılığını artırmaktadır. Bu çalışmada YB-1/hNTH1 ve YB-1/hTopoI komplekslerini in vitro ve in vivo olarak, ilaca dirençli tümörlerin tedavisi için yeni stratejiler tanımlamak ve geliştirmek için Fluoresans Rezonans Enerji Transferi (FRET) ölçümlerini kullanarak karakterize ettik. Ayrıca, hNTH1/YB-1 kompleksinin potansiyel inhibitörlerini bulmak için iki orta ölçekli kimyasal kütüphaneyi taramak üzere orijinal bir FRET-bazlı biyosensör tasarladık ve optimize ettik. Biyosensörümüzün FRET seviyesini önemli ölçüde azaltan birkaç "hit" tespit ettik. Bu bileşiklerin bazıları için, toz bileşiklerden başlayarak bu sonuçları tekrar ürettik, doz-cevap eğrileri gerçekleştirdik ve alternatif bağlama deneyleri kullanarak hNTH1/YB-1 arayüzünün inhibitörleri olarak onayladık. Birlikte ele alındığında, sonuçlarımız YB-1'in DNA onarımı ve DNA relakse edici enzimleriyle doğrudan etkileşime girip uyardığını ve YB-1/hNTH1 arayüzünü hedef almanın, anti-kanser ilaçlarının geliştirilmesi için ilginç yeni bir stratejiyi temsil ettiğini göstermektedir.