Targeting 6-Phosphofructosa-2-kinase (PFKFB3) as A therapeutic Strategy Against Cancer

Brian F. Clem1 , Julie O'Neal1 , Gilles Tapolsky2, Amy L. Clem1 , Yoannis Imbert Fernandez1 , Daniel A. Kerr II1 , Alden C. Klarer1 , Rebecca

Redman1 , Donald M. Miller1 , John O. Trent1 , Sucheta Telang1 , and Jason Chesney

OLEH :NENI ANGGRAENI (130120150011)

Dosen Pengampu : Prof. Dr. M. Nurhalim Shahib, dr.

MAGISTER ILMU KEDOKTERAN DASAR UNPAD2016

PENDAHULUAN

Karakteristik sel neoplasma adalah meningkatnya penggunaan dan metabolisme glukosa untuk survive dan berpoliferasi.

Hal ini menjadi dasar gambaran diagnosis, yang dideteksi berdasarkan emisi sinar gamma yang diemisikan secara tidak langsung oleh deoxy 2-fluoro-D- Glukosa yang dimetabolisme oleh sel tumor. (FDG-PET imaging)

Mekanisme meningkatnya penggunaan dan metabolisme glukosa pada sel tumor merupakan respon pertahanan dari hipoksia melalui faktor transkripsi (HIF-1α), terjadinya perubahan genetika seperti peningkatan dari c-MYC yg dapat meningkatkan ekspresi transporter glukosa dan enzim-enzim yg berperan dlm glikolisis (PFK-1, Piruvat kinase, dan LDH).

PENDAHULUAN

Ekspresi protein PFKFB-3 meningkat pada kebanyakan tipe tumor dan delesi heterogen gen pfkfb3 menurunkan konsentrasi F26BP, penggunaan glukosa, aliran glikolisis menjadi laktat.

PENDAHULUAN

3-(3-pyridinyl)-1-(4-pyridinyl)-2-propen-1-one (3PO) merupakan antagonis PFKFB3 dapat menurunkan secara cepat F26BP, penggunaan glukosa, dan sekresi laktat yg diikuti dengan penurunan jumlah ATP dan NADH dan dapat menahan progresi sel cycle pada sel jurkat T sel leukimia.

Senyawa ini terbukti mempunyai aktivitas anti tumor pada mencit, namun perlu diketahui mengenai farmakokinetik dan potensi senyawa ini dalam melawan aktivitas enzim PFKFB3 sebelum diujikan pada manusia.

Pada penelitian ini, dilakukan sintesis derivat dari 3PO Dan identifikasi mengenai sebuah inhibitor PFKFB 3 yg baru yaitu PFK15 yg mempunyai kemampuan sebagai anti tumor dan dapat menurunkan penggunaan FDG dan kadar F26BP dari tumor xenografted, mendemonstrasikan mampu menjadi agen anti neoplasma dan mempunyai efek pro-apoptosis

METODE

• Rekombinan PFKFB3 Assay• Sel line dan Sel kultur• Viabilitas Sel• Pengukuran F26BP• Pengukuran Penggunaan deoxy-D-

glucose• ATP assay• Flow Cytometry• Penelitian Farmakokinetik• FDG-PET Imaging• Xenograft

HASILIdentifikasi kemampuan Beberapa Molekul Kecil sebagai antagonis PFKFB3

Mensintesis 73 derivat buatan dari 3PO dan menentukan kemampuannya dalam mengahmbat aktivitas dari protein rekombinan PFKFB3.

PFK15 lebih kuat menghambat aktivitas PFKFB3 dari pada 3PO. Hal ini mungkin dikarenakan interaksi cincin quinolinyl dengan residu ADP/Atp yg merupakan sisi yang akan berikatang dengn PFKFB3.

Penentuan aktivitas terhadap 96 kinase. Dgn hasill PFK15 secara signifikan tidak menghambat aktivitas 96 kinase, PFK-1, hexokinase, Phospoglucoseisomerase, PFKFB4. hal ini membuktikan bahwa PFK-15 hanya bekerja spesifik terhdap PFKFB3.

HASIL

Identifikasi Molekul Kecil sebagai antagonis PFKFB3

HASILInhibisi oleh 3PO & PFK15 terhadap perkembangan sel kanker, F26BP, Penggunaan Glukosa, dan ATP 3PO

60 Cell LineSecara invitro

H522 paling sensitif

3PO

Vs PFK15

Sel H522 & Sel Jurkat

IC50 = H522 : 5,57 µM (3PO), 0,72 µM (PFK15)IC50 = Jurkat : 7,2 µM (3PO), 2,42 µM (PFK15)

HASILEfek Inhibisi oleh 3PO & PFK15

F26BP

INHIBITOR-

Heksokinase

-

HASILEfek Inhibisi oleh 3PO & PFK15

HASILEfek Inhibisi oleh 3PO & PFK15

Jurkat Sel Leukimia Sel H225 adenocarsinoma paru

HASILEfek Inhibisi oleh 3PO & PFK15

Jurkat Sel Leukimia Sel H225 adenocarsinoma paru

HASIL

3PO & PFK15 menyebabkan terjadinya apoptosis pada Jurkat T sel leuikimia

HASIL

3PO & PFK15 menyebabkan terjadinya apoptosis pada Jurkat T sel leuikimia

HASIL Pengujian profil farmakokinetik 3PO & PFK15

Cl(mL/min/

Kg)

T ½ (Hr)

C max(ng/mL)

AUC(ng/hr/mL)

Mikrosom

(min)3PO 2312 0,3 113 36 1,9PFK1

546,2 5,1 3053 1804 2,9

HASIL PFK15 Menekan Pertumbuhan sel LLC

Bod

y

Mice diinjeksi dengan suspensi sel LLC. Diukur masa tumor (mikrokapiler) dan berat badan tikus

HASIL PFK15 Menekan Pertumbuhan sel LLC

Pengamatan metastase LLC ke paru-paru mencit

HASIL PFK15 Menekan Pertumbuhan sel LLC

Terjadi penurunan konsentrasi F26BP

HASIL PFK15 Menekan Pertumbuhan sel LLC

Terjadi peningkatan jumlah sel yang mengekspresikan CC3

HASIL PFK15 Menekan Penggunaan F-FDG oleh LLC

PFK15 dapat mengurangi penggunaan glukosa

HASIL PFK15 Mempunyai aktivitas Anti-Tumor yg Dapat Digunakan Sebagai Agen Kemoterapi

Membandingkan aktivitas anti-tumor PFK15 dgn beberapa agen anti-tumor yg telah ditetapkan oleh FDA

HASIL PFK15 Mempunyai aktivitas Anti-Tumor yg Dapat Digunakan Sebagai Agen Kemoterapi

KESIMPULAN

Penelitian ini menjelaskan tentang inhibitor PFKFB yg baru dengan profil farmakokinetik yg dapat diterima, efek kerja pada metabolisme, dan mempunyai aktivitas anti-tumor pada mencit model kanker.Dgn adanya kemampuan anti tumor ini diharapakan adanya penelitian lebih lanjut mengenai PFK15 sbg anti-tumor melalui peneltian Clinical trials.