Pati Ⅰ Iron Chelator, PBT434, modil trafik fè transselilè nan selil andotelyal mikwovaskilè nan sèvo.
Apr 28, 2023
Résumé
Fè ak lòt metal tranzisyon, tankou kwiv ak Manganèz, esansyèl pou sipòte fonksyon nan sèvo, men twòp akimilasyon se cytotoxik. Sa a sou-akimilasyon nan metal, patikilyèman fè, se komen nan plizyè maladi newolojik; sa yo enkli maladi alzayme a, maladi Parkinson la, ataksya Friedrich a, ak lòt maladi ki prezante ak neurodegeneration ak akimilasyon fè nan sèvo ki asosye. Jesyon an fè koule pa baryè san-sèvo a bay premye liy defans kont akimilasyon an fè nan nòmal fizyoloji ak kondisyon sa yo patolojik. Nan etid sa a, nou te detèmine ke chelator an fè PBT434, ki kounye a ap devlope pou tretman maladi Parkinson la ak atrofi sistèm miltip, modil absorption nan fè pa selil endothelial mikwovaskilè nan sèvo imen (hBMVEC) pa chelation nan Fe ekstraselilè.2 plis. Tretman hBMVEC ak PBT434 rezilta nan yon ogmantasyon nan abondans nan transkripsyon yo pou reseptè transferrin (TfR) ak ceruloplasmin (Cp). Western blot ak ELISA analiz revele yon ogmantasyon korespondan nan pwoteyin yo tou. Nan selil la, PBT434 ogmante nivo detektab nan charitab, labile Fe2 plis; done endike ke sa a Fe2 plisse lage nan ferritin. Anplis de sa, PBT434 potansye ekoulman fè gen anpil chans akòz ogmantasyon nan fè cytosolic fè, substra a pou ekspòtatè fè a, ferroportin. PBT434 ekilibre rapidman ak bi-direksyon atravè yon baryè san-sèvo hBMVEC. Rezilta sa yo endike ke konplèks PBT434-fè a se pa yon substrate pou absorption hBMVEC e konsa sipòte yon modèl kote PBT434 ta ka chelate fè entèrstisyèl epi anpeche re-absorption fè pa selil andotelyal nan baryè san-sèvo, kòm byen ke anpeche absòpsyon li pa lòt selil yo nan inite a newovaskilè. An jeneral, sa a prezante yon mekanis roman ak pwomèt pou chelation fè terapetik.
Klike la a pou jwennki benefis ki genyen nan Cistanche
Entwodiksyon
Terapi chelation metal (MCT) te itilize depi lontan kòm yon tretman pou anpwazònman metal tranzisyon ak pou maladi jenetik nan metabolis yon ion metal esansyèl ki mennen nan akimilasyon twòp metal la [1–3]. De egzanp nan lèt la se hyper-akimilasyon nan kwiv nan maladi Wilson a [4] ak nan fè nan emokromatoz éréditèr [5]. Tou de kòb kwiv mete ak fè yo se katalis estrès oksidatif e konsa yo citotoksik nan konsantrasyon ki depase kapasite selil la ak òganis pou 'chaperone' metal tranzisyon redox-aktif sa yo [6, 7]. Akimilasyon fè, an patikilye, se lajman idyopatik; vre, yon ogmantasyon nan fè se yon karakteristik nan yon sèvo ki aje [8-10]. Patolojikman, akimilasyon fè nan sèvo sa a se yon karakteristik nan mitasyon nan jèn ki pa gen rapò ak metabolis fè [11-15] ansanm ak yon varyete lòt maladi neurodegenerative, kèk nan yo ki manke yon lyen jenetik espesifik tankou aje [16], Maladi alzayme a [16]. 17], Ataksya Friedreich [18] ak Maladi Parkinson [19]. Kòm yon gwoup, maladi sa yo ka konsidere kòm neurodegeneration ak akimilasyon fè nan sèvo (NBIA) byenke akwonim sa a souvan te limite a sa yo pou yo te idantifye yon lyen jenetik [11, 13, 14].
Nan ka a nan Surcharge fè, objektif la se 'netwaye' kò a nan fè depase akòz yon defo nan absorption fè selil oswa eflu. Isit la objektif la se soti nan konkirans fizyolojik fè chelators ak dwòg la; yon konpoze ki gen bon pharmacokinetics ak yon gwo afinite pou fè fèr se dwòg la sib. Depi kò a twòp ak metal esansyèl la, pa gen anpil enkyetid sou pwovoke yon defisi nan kou a nan tretman an. Trete maladi serebral ak terapi chelation fè mande pou yon estrateji diferan. Sa a se pa yon pwoblèm nan surcharge sistemik fè, men nan akimilasyon fè nan zòn nan patoloji ak domaj en sequelae. Akimilasyon fè ki asosye ak laj nan maladi Parkinson la (PD), pou egzanp, potansyèlman kontribye nan domaj selilè ki gen rapò ak estrès oksidatif [20]. Twòp fè labil ankouraje misfolding nan -synuclein nan newòn sibstans nwal yo. Itilizasyon yon chelator ki gen anpil afinite ka mennen nan kèk rediksyon nan chaj fè nan sèvo a men li pral sètènman pwovoke yon deficiency fè ki nan popilasyon an ki gen laj, omwen, se kontr bay defisyans nan fè sistemik komen nan gwoup laj sa a [21] . Yon chelator ki gen yon afinite optimal gen potansyèl pou diminye akimilasyon fè ak estrès oksidatif ki konsène akòz depase fè labil ak pwosesis maladi ki kache yo.
Cistanche tubulosaepiEfè Cistanche a
Yon chelator apwouve pou itilize nan trete transfizyon-induit surcharge fè nan pasyan talasemi se deferiprone (DFP, non mak Ferriprox) [5, 22]. DFP tou te itilize nan trete ataksya Friedreich a [23] ak maladi Parkinson la [24, 25]. Nan yon meta-analiz, yo te montre DFP bay rediksyon enpòtan nan kontni fè myokad ak pi gwo pwoteksyon kadyak nan pasyan talasemi pase deferoxamine, ajan chelating fè klasik [5]. Nan lòt men an, DFP metabolize rapidman pa fwa a [26] ak travay ki pi resan yo te montre li chelate Fe2 plis nan sit la aktif nan fè-depandan histon lysine demethylase, yon aktivite ki korelasyon ak yon sitotoksisite deja pa rekonèt [27]. Konklizyon sa a souliye yon limit kle nan itilize nan terapi chelation fè, sètadi konpetisyon pa dwòg la pou fè fizyolojik-esansyèl, si nan yon magazen fè oswa yon pwoteyin ki pò yon espès fè pwotèz. Sepandan, DFP, pou egzanp, te montre efikasite nan yon tretman esè Faz 2 nan maladi Parkinson la jan sa endike nan tou de analitik (redwi chaj fè nan sèvo pa T2- MRI filaplon) ak endis konpòtman (kognitif ak fonksyon newòn motè) [ 24, 25].
Afinite DFP pou Fe3 plis rete yon enkyetid, sepandan. Espès ki estab DFP-fè a se tris-konplèks la, [Fe(DFP)3] 0 [28]. Pandan ke netralite nan konplèks sa a se ideyal pou mobilize fè soti nan selil la, konstan estabilite pou li, ~ 1037, fè DFP yon vrè scavenger fè; an kontèks sa a, anpèchman li nan yon anzim fè tankou lysine demethylase se previzib [27]. Enkyetid sa a reflete bezwen pou devlope chelators fè ki gen pèmeyabilite manbràn DFP men yon afinite siyifikativman pi fèb pou Fe2 plus ak Fe3 plus. Karakteristik sa a dènye limite dwòg scavenging nan metal pwostetik ak potansyèl la tèmodinamik nan ajan chelating pou katalize oto-oksidasyon an fè fè ki lakòz pwodiksyon an nan espès oksijèn reyaktif. Nan sans, fò chelators fè fè katalize pwopriyete pro-oksidan Fe2 plis [29]. Nan etid sa a, nou rapòte ki jan yon chelator fè konsa ak afinite ferik modere ak fè fè modil koule nan fè nan selil endothelial mikwovaskilè nan sèvo ki fòme baryè san-sèvo (BBB).
Grenn Cistanche
Medikaman sa a, PBT434 [5,7-dikloro-2-((methylamino)methyl)-8-hydroxy-3-methylquinazolin-4 (3H)-one, Fig 1A] , fòme yon konplèks bis-fè ak konstan estabilite log ~11 ak ~15 pou Fe2 plisak Fe3 plis, respektivman [30]. PBT434 anpeche pèt newòn substantia nigra pars compacta (SNpc), diminye akimilasyon nigral-synuclein, redwi kontni an fè ki gen rapò ak modèl maladi PD nan mitan sèvo a, epi sove pèfòmans motè nan de modèl sourit maladi Parkinson san okenn rediksyon aparan nan magazen fè sistemik. [30]. PBT434 efikas tou nan modèl murin nan atrofi sistèm miltip (MSA) [30, 31], yon maladi motè ki sanble nan prezantasyon Parkinson la men ki karakterize pa misfolding -synuclein ak akimilasyon ki vin apre ki lakòz fòmasyon nan enklizyon glial sitoplasmik ki se mak la. patoloji maladi a [32]. Siyifikativman, PBT434 redwi makè estrès oksidatif nan modèl PD sourit [30] ki endike ke 1) PBT434 vize magazen fè ki otreman yo te prime pou fonksyone kòm pro-oksidan ak 2) PBT434 pa t 'potansye sitotoksisite sa a ki baze sou oksidasyon. PBT434 te konplete yon etid Faz 1 avèk satisfaksyon [33].
Travay yo prezante la a te fèt pou entèwoje enpak PBT434 genyen sou trafik fè nan selil baryè sèvo a, selil endothelial mikwovaskilè ki ansanm ak glia ki kache fòme baryè san-sèvo. Etid sa yo te itilize yon liy selil endothelial ki byen valide imòtalize nan fòma kilti monokouch ak transwell [34-37]. Objektif prensipal etid sa yo se te detèmine sinetik nan absorption fè ak eflu soti nan selil sa yo ak modulasyon yo pa PBT434. Yo te itilize modèl transwell BBB tou pou demontre flux transselilè PBT434 bi-direksyon atravè baryè selil andotelyal la. Modèl la demontre an tèm molekilè ke PBT434 inibit absorption fè pa chelation pandan y ap ankouraje eflux fè. Etid D 'selil endike ke PBT434 aksè nan menm pisin an fè labile sonde pa yon Fe klasik2 plisajan chelating, 2,2'-bipyridine oswa bipyridyl, ak yon pwofonde fliyoresan pou fè fer. Rezilta yo sijere yon mekanis posib nan aksyon pou PBT434 ki gen ladan anpèchman nan absorption nan fè sistemik nan BBB a, ak sekstrasyon ki vin apre nan fè nan sèvo nan espas entèstiti a.
Rezilta yo
1. PBT434 pa gen okenn efè sitotoksik sou selil endothelial mikwovaskilè nan sèvo
Pou detèmine yon seri apwopriye nan konsantrasyon k ap travay pou PBT434 nan kilti selil vitro nou an, nou itilize tès MTT pou kontwole fonksyon mitokondriyo hBMVEC an repons a PBT434. Ki baze sou rapò anvan yo [30], yo te trete ak yon seri de konsantrasyon PBT434 jiska 100 μM pou 24h. Nou pa obsève okenn chanjman enpòtan nan viabilite hBMVEC ak nenpòt konsantrasyon teste (Fig 2).
2. PBT434 rapidman pran epi fè trafik atravè baryè hBMVEC la
PBT434 se yon dwòg biodisponib oral ki ka fasilman antre nan BBB a, jan yo wè nan etid ki fèt sou sourit ak imen [30, 38, 39]. Nou te kontwole akimilasyon PBT434 nan hBMVEC ki grandi nan monokouch lè l sèvi avèk PBT434 ki gen etikèt 14C kòm yon radiotracer. Done yo endike ke nan premye faz la, 14C-PBT434 rapidman ekilibre ant mwayen absorption la ak selil la. Inisyal absorption sa a te swiv pa yon lòt akimilasyon dousman sou 3 h ki te montre yon pousantaj de 30.1 ± 9.8 pmol / mg / h (Fig 3A). Nan pwotokòl la absorption, absorption se etenn ak selil yo lave nan 4˚C anvan pwosesis pou akimilasyon 14C-PBT434 (Metòd). Nan yon eksperyans separe, nou egzamine ekoulman 14C-PBT434 soti nan hBMVEC apre yon peryòd chaj 30 min. Nan pwotokòl eflux la, selil yo lave nan 25 °C. Done ki nan Fig 3B endike ke nan lave a 25˚C, apeprè 92 pousan nan selil akimile 14C-PBT434 la te pèdi (cf 550 pmol 14C-PBT434/mg pwoteyin nan 3A nan 30 min a 43 pmol 14C-PBT434/mg). pwoteyin nan t=0 nan 3B). Te gen yon pèt plis dousman nan 14C-PBT434 ki rete a (figi 3B). Done yo sijere de aspè nan akimilasyon ak ekoulman PBT434 pa hBMVEC. Flux atravè manbràn plasma a rapidman rive nan sa ki parèt yon ekilib si pandan absorption oswa eflux. Sepandan, nan tou de pwosesis, gen parèt yon lòt pwosesis pi dousman. Sa a sijere ke nan selil la, kèk fraksyon nan selil PBT434 nan yon lokal/eta ki nan yon relasyon sinetik-etabl ak fraksyon nan ekilib ak milye siplemantè-selilè a. Analiz sinetik ki te note nan Fig 3B te estime pisin sa a nan PBT434 reprezante pa 27±4 pmol / mg pwoteyin nan lysate selil la lè selil yo te trete ak 20 μM reyaktif.
Pou egzamine flux transselilè PBT434, nou te anplwaye yon modèl BBB byen valide in vitro lè l sèvi avèk yo te grandi sou bò apical nan yon manbràn transwell [35, 36, 40, 41]. Pwopriyete baryè kilti transwell sa yo te verifye pa quantifikasyon rezistans elektrik transendothelial yo (TEER) ak enpèmeyab pou dextran ki make FITC (S1 Fig). Nou konpare absorption 14C-PBT434 nan luminal (oswa apical, bò san) (figi 4A) ak absorption nan manbràn abluminal (oswa basolateral, bò sèvo) (figi 4C). Nan eksperyans nan menm, ekoulman ki koresponn lan (flux transselilè) te quantifier pa aparans nan 14C-PBT434 nan chanm ekoulman an (figi 4 panno B ak D). Pousantaj pwosesis sa yo bay nan Tablo 1. Done mas yo montre nan Fig 4 (panèl B ak D) montre ke koule nèt PBT434 atravè baryè san-sèvo modèl sa a te menm nan de direksyon yo. Te gen 976 ± 185 pmol 14C-PBT434 akimile nan chanm fondamantal la (figi 4B) ak 1033±210 pmol quantifye nan chanm fondamantal la (figi 4D). Sa a tou pre ekivalans te reflete tou nan pousantaj yo byen sanble nan PBT434 eflux nan de manbràn yo baryè (Tablo 1). Sepandan, te gen yon siyifikativman pi gwo absòpsyon nan PBT434 nan manbràn basolateral la nan modèl baryè sa a jan sa montre pa ~ 50 pousan pi gwo pèt nan konpoze ki soti nan chanm fondamantal la (figi 4C) ki koresponn ak yon pousantaj ~ 40 pousan pi gwo nan absòpsyon selil aparan. (Tablo 1). Yo ta prevwa yon absorption pi solid pou rezilta nan pi gwo akimilasyon. Analiz selil yo nan 3h te montre ke yo te kenbe ~ 6 μM PBT434 kèlkeswa direksyon flux. Valè yo te 8.1± 1.3 μM (apical pou bazal) ak 4.7±1.2 μM (bazal pou apical). Kòm te note pi wo a, analiz sa a swiv lave selil yo anvan lysis ak quantification nan pwoteyin selil total ak 14C-PBT434. Anplis de sa, mwayen an nan chanm apical la te genyen RPMI plis 10 pousan FBS ak 10 pousan NuSerum tandiske baz la, 'sèvo' chanm ki genyen sèlman RPMI (Metòd). Yon enferans rezonab te ke pi gwo 'absorption' nan manbràn fondamantal la reflete yon adsorption sifas selil PBT434 ki te limite nan chanm apical la pa prezans nan eleman pwoteyin nan serik la. Lè yo fin lave selil yo pou akimilasyon PBT434, yo te retire materyèl adsorbed sa a (ki anrejistre kòm 'absorption'). Repete eksperyans sa a flux men ak serom nan chanm fondamantal la demontre ke, tout bon, serom siprime adsorption sifas selil PBT434 sa a (S2 Fig).
3. PBT434, kontrèman ak bipiridyl, pa limite disponiblite intraselilè fè labil.
Depi PBT434 gen yon afinite pi modere pou fè konpare ak chelators fè klasik tankou deferiprone oswa bipyridyl, nou te egzamine ki jan diferans sa a te reflete nan efè PBT434 sou pisin an fè selilè labile (LIP) nan hBMVEC. Pou fè sa, nou te pwofite pèmeyab la, Fe2 plis-espesifik lank fluorescent FerroOrange, ki reyaji ak fè cytoplasmic charitab. Nou te wè yon ablasyon siyifikatif nan fliyoresans nan selil lè yo trete ak bipyridyl, ki konsistan avèk chelation nan LIP la pa chelator fè segondè-affinity sa a e konsa bloke aksyon an nan endikatè a fè fluorescent (Fig 5A). Kontrèman, PBT434 pa fè konpetisyon ak FerroOrange pou Fe2 plis, yon konpòtman ki konsistan avèk afinite plis modere li yo [30]. Rezilta yo te montre ke PBT434, men se pa PBT a 434-te rankontre derive inaktif, pwovoke yon ogmantasyon 34 ± 9 pousan nan FerroOrange-aksesib Fe.2 plissigjere ajan chelating sa a mobilize fè nan selil la san toksisite konkouran. Done yo prezante anba a sijere fè sa a soti nan ferritin.
PBT434 te montre deja retabli ekspresyon pwoteyin ferroportin apovri nan sourit ki trete MPTP nan yon nivo ki sanble ak sourit san leson [30]. Rezilta sa a, ansanm ak ogmantasyon nan tach fè intraselilè an repons a PBT434, sijere yon efè potansyèl sou sistèm repons selilè an fè ak fonksyon nan pwoteyin en ki gen rapò ak fè. Pou evalye sa a, nou te fè premye PCR quantitative (qPCR) analiz de efè a PBT434 sou abondans nan transkripsyon yo pou plizyè pwoteyin fè-manyen (Fig 6). Pandan ke transkripsyon yo pou pwoteyin an fè eflu, ferroportin (Fpn), ak de chaperon fè sitoplasmik, PCBP1 ak 2 yo pa te afekte, abondans nan mRNA yo pou reseptè transferrin (TfR), ak feroksidaz la, ceruloplasmin (Cp), te fè. chanje. Transkripsyon TfR ak Cp ogmante pa 2.8 ak 3.6-pliye, respektivman. Ekspresyon reseptè transferrin (TfR) lye ak sistèm fè-reponn eleman (IRE) / pwoteyin regilasyon fè (IRP) [42-44]. Ogmantasyon nan TfR mRNA sijere ke PBT434 konkirans ak livrezon an fè ki depann sou PCBP1-pou asanble Fe, S gwoup la ki konvèti IREBP regilasyon ki soti nan yon pwoteyin obligatwa RNA nan akonitaz cytosolic [45]. Se konsa, PBT434 chanjman sa a modulation regilasyon nan direksyon pou RNA-obligatwa ak anpèchman ki koresponn lan nan degradasyon TfR mRNA. Nan defisi selil fè, ekspresyon Cp, an pati, reglemante pa HIF -1 [46]. Yon ogmantasyon nan fonksyon HIF-1 swiv soti nan kraze nan idwoksilasyon li yo pa aktivite prolyl idroksilaz nan yon reyaksyon ki depann de fè [47]. Kòm nan ka IREBP a, PBT434 parèt diminye pisin an fè ki sèvi kòm yon ko-faktè nan HIF-1 idroksidasyon ak degradasyon. Nan modèl sa a, ogmantasyon nan nivo fiks nan activator transcriptional sa a ogmante transkripsyon Cp.
Sèvi ak yon konbinezon de analiz ELISA ak Western blotting, nou sonde ekspresyon an nan pwoteyin fè-manyen nan PBT434 oswa PBT434-met trete hBMVEC; Egzanp analiz WB yo bay nan Fig 7A. Done yo te montre abondans TfR monomère ak dimer yo te siyifikativman ogmante pa 24h menm jan ak Cp (figi 7B ak 7C). Tou de ogmantasyon paralèl ogmantasyon depandan PBT 434- nan transkripsyon respektif yo (figi 6), Kontrèman, ekspresyon pwoteyin eflux fè a, Fpn, te ensansib tretman PBT434 (figi 7D).
Nou itilize ELISA kòm yon metòd adisyonèl pou quantifier chanjman pliye yo endike nan done Western blot yo. Kidonk, hBMVEC yo te trete ak PBT434 pou 24 èdtan epi lisat selil yo te teste pa ELISA pou TfR (Fig 8A). Ogmantasyon pliye nan TfR an repons a tretman PBT434 kiantifye pa ELISA te ekivalan a sa ki te bay nan analiz tach lwès yo (figi 7B). ELISA te itilize tou pou evalye abondans pwoteyin Cp sekrete ak GPI-lye, lè l sèvi avèk selil HepG2 kòm yon kontwòl pozitif. Konsènan Cp sekrete nan medya kwasans, apwòch sa a te limite nan ke abondans sCp nan tou de HepG2 ak hBMVEC medya kondisyone yo te nan oswa anba limit sansiblite ki pi ba nan tès sa a (S3 Fig). Sepandan, li te pèmèt evalyasyon abondans GPI-Cp. Nan metòd sa a, selil yo te trete ak phosphatidylinositol-espesifik fosfolipas C (PI-PLC), ki cleaves jete lank GPI a; medya yo konsa kondisyone te konsantre ak analize pa Cp-ELISA la. Pandan ke apwòch sa a demontre PBT434 ogmante kantite GPI-Cp nan selil HepG2, li ankò echwe pou pou detekte nenpòt Cp lage pa PI-PLC a (figi 8B). ELISA te bay tou yon metòd dirèk pou quantification de ferritin. Pou fè sa, hBMVEC yo te chaje ak 1 uM Fe-sitrate pou 24 èdtan, ki te swiv pa tretman nan absans oswa prezans PBT434 pou yon lòt 1 èdtan. Lisat selil ki kapab lakòz yo te sibi analiz ELISA pou ferritin (figi 8C). Kontrèman ak ogmantasyon nan TfR, tretman ak PBT434 te kraze pwoteyin ferritin (Ft) nan ~ 18 pousan. Vreman vre, pèt sa a nan pwoteyin Ft te aparan apre sèlman 1h tretman ak reyaktif la. Nati tanporèl rezilta sa a ka korelasyon ak ogmantasyon nan charitab Fe2 plis te note pi wo a apre yon tretman 30 min ak PBT434. Kòm diskite pita, yo te demontre deklanchman nan ferritin apre tretman ak lòt Fe2 pèmanan selilè ak ajan chelating [48].
4. 55Fe2 plisabsorption se inibit pa konplexasyon ak PBT434
Bay ekilib rapid PBT434 nan hBMVEC nan lespas 30 minit, an konparezon ak absorption dousman, bifaz ak ekilib Fe2 plis sou 24h [49], nou te sipoze ke PBT434 ak Fe2 plis pa t pataje menm mekanis absorption. Pou teste sa a, yo te enkube monokouch ak 55Fe2 plis ki gen radyografi nan absans oswa prezans PBT434 oswa PBT434-met, epi yo te kontwole absòpsyon 55Fe2 plis sou 3 èdtan (figi 9A). PBT434 siyifikativman diminye pousantaj 55Fe2 plis absòpsyon, osi byen ke diminye akimilasyon an jeneral nan 55Fe2 plis nan lisat selil (Fig 9C). Efè sa a pa te wè ak PBT434-met. Konparezon pousantaj absòpsyon PBT434 ak 55Fe endike ke PBT434 ak Fe2 plus yo pran pa chemen transpò separe. Anplis de sa, anpèchman nan absòpsyon 55Fe nan prezans PBT434 men pa PBT434-met, sijere ke yon konplèks PBT434-fè ekstraselilè se pa yon ligand pou transpòtè fè yo nan hBMVEC, sètadi ZIP8, ak Kòd postal14.
Sipleman Cistanche
Pou plis egzamine wòl PBT434 nan akimilasyon fè, nou teste efè preexposition li te genyen sou 55Fe2 plis absorption. Selil pre-trete ak PBT434 ki te, apre yo fin lave, ekspoze a 55Fe2 plis parèt yon ogmantasyon nan pousantaj absorption ak akimilasyon 55Fe2 plis apre 3h (figi 9, panno B ak D). Akimilasyon ogmante sa a te kenbe pou omwen 24h. Done sa yo sijere ke pre-ekspozisyon selil yo nan PBT434 potansye absòpsyon fè. San atann, PBT434-te rankontre pre-tretman tou te montre yon ogmantasyon nan tou de absorption ak akimilasyon (figi 9B), men efè sa a pa t 'siyifikatif oswa pèsistan tankou sa ki montre pa PBT434.
Nou te montre ke absorption nan fè soti nan 59Fe-transferrin sipòte pa ferri-rediksyon ak ferro-permeation nan manbràn plasma a nan gen [50, 51]. Yon rezilta eksperimantal pou sipòte modèl absòpsyon fè TBI sa a se te kraze absòpsyon sa a pa anpèchman aktivite ferrireductase ekstra-sitoplasmik; yon lòt rezilta se te yon anpèchman 60 pousan nan absorption fè TBI pa ferrozine, yon ajan chelating fò fèr [50]. Dènye estrateji sa a te itilize pou demontre ke PBT434, men se pa PBT434-te rankontre, tou anpeche absòpsyon fè TBI (Figi 10).
5. PBT434 stimul Fpn-depandan 55Fe2 plis eflux
PBT434 gen apeprè 20 pousan nan kapasite deferiprone pou pwodui yon eksitasyon aparan Fe2 plis eflu soti nan selil newòn [30]. Nou te evalye ekoulman 55Fe2 plis nan hBMVEC nan absans oswa prezans PBT434 nan selil kontwòl oswa selil trete ak yon mini-hepcidin, PR73. Hepcidin se yon òmòn peptide yo jwenn tou de sistemikman ak nan entèstisyòm nan sèvo ki mare ak Fpn ak vize transpòtè a pou degradasyon. Yo te etidye anpil efè hepcidin sou fonksyon ekspòtasyon fè nan Fpn [52-54]. Nou te deja montre ekoulman Fe2 plis soti nan hBMVEC se Fpn-depandan [35, 49]. PR73 gen yon EC50 nan ~ 4 nM pou degradasyon Fpn nan yon tès repòtè GFP [55]. hBMVEC nan monokouch yo te chaje ak 55Fe2 plis pou 24 èdtan nan absans oswa prezans PR73. Lè sa a, 55Fe-eflux te mezire sou yon peryòd 5h nan absans la kontinye oswa prezans nan PR73 an konbinezon ak absans la ak prezans nan PBT434 (figi 11). Pandan ke PR73 te kraze ekoulman 55Fe nan tou de kilti kontwòl ak PBT434-trete, PBT434 pasyèlman siprime anpèchman an akòz mini-hepcidin la. Nan absans PBT434, ekoulman fè soti nan kilti PR73-trete yo te frape desann nan ~ 75 pousan pandan y ap kraze nan kilti PBT{434- trete yo te sèlman ~ 50 pousan (Figi 11 ak Tablo 2). De rezilta yo ka tire nan rezilta sa yo. Premyèman, knockdown Fpn pa PR73 desann kontwole 55Fe-eflu nan prezans osi byen ke absans PBT434. Dezyèmman, anba nenpòt kondisyon, PBT434 sipòte yon eksitasyon siyifikatif byenke ti nan eflux fè.
Referans
1. Hatcher HC, Singh RN, Torti FM, Torti SV. Chelators fè sentetik ak natirèl: potansyèl terapetik ak itilizasyon klinik. Future Med Chem. 2009; 1(9):1643–70.
2 . Nuñez MT, Chana-Cuevas P. Nouvo pèspektiv nan terapi Iron Chelation pou Tretman Maladi Neurodegenerative. Famasetik (Basel). 2018; 11(4):109.
3. Tosato M, Di Marco V. Terapi Metal Chelation ak Maladi Parkinson la: Yon Revizyon Kritik sou Thermodinamik Fòmasyon Konplèks ant iyon metal ki enpòtan ak dwòg pwomèt oswa etabli. Biomolekil. 2019; 9(7).
4. Hedera P. Mizajou sou jesyon klinik maladi Wilson. Appl Clin Genet. 2017; 10:9–19.
5. Xia S, Zhang W, Huang L, Jiang H. Konparatif efikasite ak sekirite nan deferoxamine, deferiprone ak deferasirox sou talasemi grav: yon meta-analiz nan 16 esè kontwole owaza. PLoS Youn. 2013; 8(12):e82662.
6. Buettner GR, Jurkiewicz BA. Metal katalitik, ascorbate, ak radikal gratis: konbinezon pou evite. Radiat Res. 1996; 145(5):532–41. PMID: 8619018
7. Singh A, Kukreti R, Saso L, Kukreti S. Estrès Oksidatif: Yon Modulator kle nan Maladi Neurodegenerative. Molekil. 2019; 24(8).
8. Ashraf A, Clark M, So PW. Aje nan Iron Man. Front Aging Neurosci. 2018; 10:65.
9. Ghadery C, Pirpamer L, Hofer E, Langkammer C, Petrovic K, Loitfelder M, et al. R2 * kat pou fè sèvo: asosyasyon ak koyisyon nan aje nòmal. Neurobiol Aging. 2015; 36(2):925–32.
10. Zecca L, Youdim MBH, Riederer P, Connor JR, Crichton RR. Iron, aje nan sèvo, ak maladi neurodegenerative. Nat Rev Neurosci. 2004; 5(11):863–73.
11. Di Meo I, Tiranti V. Klasifikasyon ak molekilè patojèn sendwòm NBIA. Eur J Pediatr Neurol. 2018; 22(2):272–84.
12. Levi S, Finazzi D. Neurodegeneration ak akimilasyon fè nan sèvo: aktyalizasyon sou mekanis patojèn. Devan Pharmacol. 2014; 5:99–.
13. Levi S, Tiranti V. Neurodegeneration ak Maladi akimilasyon Iron nan sèvo: Modèl ki gen valè ki vize pou konprann patojèn depo fè. Famasetik (Basel). 2019; 12(1).
14. Meyer E, Kurian MA, Hayflick SJ. Neurodegeneration ak akimilasyon fè nan sèvo: divèsite jenetik ak mekanis fizyolojik. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2015; 16:257–79.
15. Tonekaboni SH, Mollamohammadi M. Neurodegeneration ak akimilasyon fè nan sèvo: yon BECA. Iran J Child Neurol. 2014; 8(4):1–8. PMID: 25657764
16. Cozzi A, Orellana DI, Santambrogio P, Rubio A, Cancellieri C, Giannelli S, et al. Modèl selil souch nan Neuroferritinopathy revele fè kòm yon detèminan nan Senesans ak Ferroptosis pandan aje newòn. Rapò sou selil souch yo. 2019; 13(5):832–46.
17. Liu JL, Fan YG, Yang ZS, Wang ZY, Guo C. Iron ak maladi alzayme a: Soti nan Patojèn nan Enplikasyon ki ka geri ou. Front Neurosci. 2018; 12:632.
18. Llorens JV, Soriano S, Calap-Quintana P, Gonzalez-Cabo P, Molto MD. Wòl nan fè nan ataksya Friedreich a: Sur nan etid nan tisi imen ak modèl selilè ak bèt. Front Neurosci. 2019; 13:75.
19. Puschmann A. Nouvo jèn ki lakòz Maladi Parkinson Ereditè oswa Parkinsonism. Curr Neurol Neurosci Rep 2017; 17(9):66.
20. Crielaard BJ, Lammers T, Rivella S. Vize metabolis fè nan dekouvèt dwòg ak livrezon. Nat Rev Drug Discov. 2017; 16(6):400–23.
21. Guralnik JM, Eisenstaedt RS, Ferrucci L, Klein HG, Woodman RC. Prevalans anemi nan moun ki gen 65 ane ak plis nan peyi Etazini: prèv ki montre yon gwo pousantaj anemi san rezon. San. 2004; 104 (8):2263–8.
22. Pepe A, Meloni A, Capra M, Cianciulli P, Prossomariti L, Malaventura C, et al. Deferasirox, deferiprone ak desferrioxamine tretman nan pasyan thalassemi pi gwo: kadyak fè ak fonksyon konparezon detèmine pa D 'kantitatif sonorite mayetik. Ematolojik. 2011; 96(1):41–7.
23. Pandolfo M, Arpa J, Delatycki MB, Le Quan Sang KH, Mariotti C, Munnich A, et al. Deferiprone nan Friedreich ataksi: yon 6-mwa esè kontwole owaza. Ann Neurol. 2014; 76(4):509–21.
24. Martin-Bastida A, Ward RJ, Newbould R, Piccini P, Sharp D, Kabba C, et al. Chelation fè nan sèvo pa deferiprone nan faz 2 owaza doub-avèg esè klinik kontwole plasebo nan maladi Parkinson la. Sci Rep 2017; 7(1):1398.
25. Devos D, Moreau C, Devedjian JC, Kluza J, Petrault M, Laloux C, et al. Vize fè chelate kòm yon modalite terapetik nan maladi Parkinson la. Antioksid Redox siyal. 2014; 21(2):195–210. https://doi. org/10.1089/ars.2013.5593 PMID: 24251381
26. Singh S, Epemolu RO, Dobbin PS, Tilbrook GS, Ellis BL, Damani LA, et al. Pwofil metabolik urin nan imen ak rat nan 1,2-dimethyl- ak 1,2-diethyl-ranplase 3-idwoksi piridin-4-yon. Metabolis dwòg ak Dispozisyon. 1992; 20(2):256. PMID: 1352218
27. Khodaverdian V, Tapadar S, MacDonald IA, Xu Y, Ho PY, Bridges A, et al. Deferiprone: Pan-selektif Histone Lysine Demethylase Anpèchman Aktivite ak Etid Relasyon Aktivite Estrikti. Sci Rep 2019; 9(1):4802.
28. Hider R. Dènye devlopman yo te santre sou chelators fè oralman aktif. Rapò Talasemi. 2014; 4 (2).
29. Kosman DJ. Metabolis fè nan aerob: jere idwoliz fè fer ak otoksidasyon fè fè. Coord Chem Rev 2013; 257(1):210–7.
30. Finkelstein DI, Billings JL, Adlard PA, Ayton S, Sedjahtera A, Masters CL, et al. Konpoze roman PBT434 la anpeche nerodejenerasyon fè-medyatè ak toksisite alfa-synuclein nan plizyè modèl maladi Parkinson la. Acta Neropathol Commun. 2017; 5(1):53.
31. Heras-Garvin A, Refolo V, Schmidt C, Bradbury M, Stamler D, Stefanova N, editè. PBT434 prezève newòn dopaminèjik, diminye oligomerizasyon alfa-synuclein, ak amelyore fonksyon motè nan yon modèl atrofi sistèm miltip transjenik murin. Annals nan neroloji; 2020: Wiley 111 River St, Hoboken 07030–5774, NJ USA.
32. Heras-Garvin A, Stefanova N. MSA: Soti nan mekanis debaz nan terapi eksperimantal. Parkinsonism Relat Disord. 2020; 73:94–104.
33. Dawson VL, Dawson TM. Pwomèt terapi modifikasyon maladi pou maladi Parkinson la. Syans Tradiksyon Medsin. 2019; 11(520):eaba1659.
34. Eigenmann DE, Xue G, Kim KS, Moyiz AV, Hamburger M, Oufir M. Etid konparatif kat imòtalize nan sèvo moun kapilè liy selil endothelial, hCMEC/D3, hBMEC, TY10, ak BB19, ak optimize nan kondisyon kilti, pou yon modèl in vitro baryè san-sèvo pou etid pèmeyabilite dwòg. Likid ak baryè nan CNS la. 2013; 10(1):33.
35. McCarthy RC, Kosman DJ. Selil glial ceruloplasmin ak hepcidin diferan kontwole fè eflu soti nan selil endothelial mikwovaskilè nan sèvo. PLoS Youn. 2014; 9(2):e89003.
36. Steimle BL, Smith FM, Kosman DJ. Pòtè yo solute ZIP8 ak ZIP14 kontwole akimilasyon Manganèz nan selil endothelial mikwovaskilè nan sèvo ak kontwole nivo Manganèz nan sèvo. J Biol Chem. 2019; 294(50):19197–208.
37. Stins MF, Badger J, Sik Kim K. Envazyon bakteri ak transsitoz nan selil endothelial mikwovaskilè nan sèvo imen transfekte. Microb Pathog. 2001; 30(1):19–28.
38. Stamler D, Bradbury M, Wong C, Offman E. Yon premye nan etid imen nan PBT434, yon nouvo inibitè ti molekil nan -Synuclein Aggregation (S4.001). Newoloji. 2019; 92(15 Sipleman):S4.001.
39. Stamler D, Bradbury M, Wong C, Offman E. Yon etid Faz 1 nan PBT434, yon nouvo inibitè ti molekil nan -Synuclein Aggregasyon, nan granmoun ak granmoun aje Volontè (4871). Newoloji. 2020; 94(15 Sipleman):4871.
40. McCarthy RC, Kosman DJ. Aktivasyon ekspresyon C6 glioblastoma selil ceruloplasmin pa entèleukin vwazen nan sèvo imen ki sòti nan andoteli nan yon sistèm modèl baryè san-sèvo in vitro. Selil kominikasyon ak siyal: CCS. 2014; 12:65.
41. McCarthy RC, Park YH, Kosman DJ. sAPP modulation fè ekoulman nan sèvo mikwovaskilè selil endothelial pa estabilize ferroportin ekspòtatè fè fè. Rapò EMBO. 2014; 15(7):809–15. https://doi. org/10.15252/embr.201338064 PMID: 24867889
42. Hentze MW, Muckenthaler MU, Galy B, Camaschella C. De nan Tango: Règleman nan metabolis fè mamifè. Selil. 2010; 142(1):24–38. https://doi.org/10.1016/j.cell.2010.06.028 PMID: 20603012
43. Zhou ZD, Tan EK. Iron regilasyon pwoteyin (IRP) - fè-reponn eleman (IRE) chemen siyal nan maladi neurodegenerative moun. Neurodegeneration molekilè. 2017; 12(1):75. https://doi.org/10. 1186/s13024-017-0218-4 PMID: 29061112
44. Crichton RR, Dexter DT, Ward RJ. Metabolis fè nan sèvo ak perturbation li yo nan maladi newolojik. J Neural Transm. 2011; 118(3):301–14. https://doi.org/10.1007/s00702-010-0470-z PMID: 20809066
45. Patel SJ, Frey AG, Palenchar DJ, Achar S, Bullough KZ, Vashisht A, et al. Yon konplèks chaperon PCBP1-BolA2 delivre fè pou asanblaj sitosol [2Fe-2S]. Nat Chem Biol. 2019; 15(9):872–81. https://doi.org/10.1038/s41589-019-0330-6 PMID: 31406370
46. Mukhopadhyay CK, Mazumder B, Fox PL. Wòl faktè ipoksi-induzibl -1 nan aktivasyon transcriptional ceruloplasmin pa defisi fè. J Biol Chem. 2000; 275(28):21048–54.
47. Strowitzki MJ, Cummins EP, Taylor CT. Hydroxylation Pwoteyin pa Hypoxia-Inducible Factor (HIF) Hydroxylases: inik oswa omniprésente? Selil. 2019; 8(5).
48. De Domenico I, Vaughn MB, Li L, Bagley D, Musci G, Ward DM, et al. Ferroportin-medyatè mobilizasyon nan ferritin fè anvan degradasyon ferritin pa proteazòm la. Embo j. 2006; 25(22):5396–404.
49. McCarthy RC, Kosman DJ. Ferroportin ak aktivite feroksidaz exocytoplasmic obligatwa pou ekoulman fè selil endothelial mikwovaskilè nan sèvo. Jounal la nan chimi byolojik. 2013; 288(24):17932–40.
50. McCarthy RC, Kosman DJ. Mekanistik analiz de akimilasyon fè pa selil endothelial BBB la. Biometal. 2012; 25(4):665–75.
51. Kosman DJ. Telos yo nan metalo-rediksyon ak metalo-oksidasyon nan fè ekaryotik trafik kòb kwiv mete. Metalomik. 2018; 10(3):370–7. https://doi.org/10.1039/c8mt00015h PMID: 29484341
52. Aschemeyer S, Qiao B, Stefanova D, Valore EV, Sek AC, Ruwe TA, et al. Analiz estrikti-fonksyon nan ferroportin defini sit la obligatwa ak yon mekanis altènatif nan aksyon nan hepcidin. San. 2018; 131(8):899–910.
53. Ganz T, Nemeth E. Hepcidin ak omeyostazi fè. Biochim Biophys Acta. 2012; 1823(9):1434–43.
54. Qiao B, Sugianto P, Fung E, Del-Castillo-Rueda A, Moran-Jimenez MJ, Ganz T, et al. Hepcidin-induit andositoz nan ferroportin depann sou ubiquitination ferroportin. Selil Metab. 2012; 15(6):918–24.
55. Fung E, Chua K, Ganz T, Nemeth E, Ruchala P. Thiol-derivatized minihepcidins kenbe aktivite byolojik. Bioorg Med Chem Lett. 2015; 25(4):763–6.
Danielle K. BaileyID, Whitney Clark, Daniel J. Kosman
Depatman byochimik, Jacobs School of Medicine and Biomedical Sciences, State University of New York at Buffalo, Buffalo, NY, Etazini
