Genes & CellsGenes & CellsГены и КлеткиGenes and Cells2313-18292500-2562Human Stem Cells Institute12158410.23868/gc121584ArticlesСтатьиThe cytofluorimetric characteristics of RNAse influence towards pro- and eucariotic cellsЦитофлуориметрическая характеристика влиянияРНКаз на клетки про- и эукариотZelenikhin,P VЗеленихинП В

Kazan (Volga region) Federal University, Kazan

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань

Mamedzade,K RМамедзадеК Р

Kazan (Volga region) Federal University, Kazan

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань

IlinskayaO NИльинскаяО Н

Kazan (Volga region) Federal University, Kazan

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань

Kazan (Volga region) Federal University, KazanКазанский (Приволжский) федеральный университет, Казань1509201273NO3 (2012)№3 (2012)626511012023Copyright ©; 2012, Eco-VectorCopyright ©; 2012, Эко-Вектор2012Eco-VectorЭко-Векторhttps://genescells.ru/2313-1829/article/view/121584

Cytotoxic ribonucleases (RNAses) are known to be perspective drugs for cancer therapy. The extension of model objects range will give possibility to assess the cytotoxic RNAses selectivity. We estimated the effect of Bacillus intermedius ribonuclease (binase) and bovine RNAse A to E. coli K 12 and lung epithelia of cow embryo (LEC) cells. LEC cells apoptosis was characterized with a double staining with annexin-FITC and propidium iodide (PI). E. coli K12 cells vitality was estimate via PI staning. Binase and RNAse A were not cytotoxic to LEC and E. coli K12 cells in investigated concentrations (100 and 300 ƒg/ml). Low RNAses toxicity for E. coli allows to suppose the binase and RNAse A in concentrations, capable to display antitumor activity, will not to effect the tissues microbial flora during in vivo tests. The lack of apoptosis inducing activity of binase for LEC cells confirms this RNAse selectivity for tumor cells.

Цитотоксичные рибонуклеазы (РНКазы) - перспективные препараты для терапии злокачественных новообразований. Расширение спектра модельных объектов, по отношению к которым охарактеризовано действие РНКаз, позволит дать точную оценку селективности действия данных препаратов. С помощью проточной цитометрии оценивали действие рибонуклеазы Bacillus intermedius (биназы) и РНКазы А быка на клетки эпителия легкого эмбриона коровы (ЛЭК) и Escherichia coli K12. Апоптоз клеток ЛЭК выявляли с помощью двойного окрашивания Аннексином-FITC и йодидом пропидия (PI). Жизнеспособность клеток E. coli оценивали с помощью окрашивания PI. Ни в одной из исследованных концентраций (100 и 300 мкг/мл) биназа и РНКаза А не проявили цитотоксических свойств в отношении клеток ЛЭК и E. coli K12. Низкая токсичность исследованных РНКаз в отношении E. coli позволяет предположить, что присутствие биназы и РНКазы А в концентрациях, способных проявлять противоопухолевую активность, не будет иметь значительного влияния на микробную флору тканей в перспективных исследованиях in vivo. Продемонстрированное отсутствие апоптозиндуцирующей активности биназы в отношении клеток ЛЭК подтверждает селективность действия данной РНКазы на опухолевые клетки.

binaseRNAse Acytotoxic RNAsesapoptosisselectivityLECбиназаРНКаза Ацитотоксичные РНКазыапоптозселективностьЛЭКDeutscher M.P., Li Z. Exoribonucleases and their multiple roles in RNA metabolism. Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 2001; 66: 67-105.Ulyanova V., Vershinina V., Ilinskaya O. Barnase and binase: twins with distinct fates. FEBS J. 2011; 278(19): 3633-43.Fang E.F., Ng T.B. Ribonucleases of different origins with a wide spectrum of medicinal applications. Biochim. Biophys. Acta. 2011; 1815(1): 65-74.Ardelt W., Ardelt B., Darzynkiewicz Z. Ribonucleases as potential modalities in anticancer therapy. Eur. J. Pharmacol. 2009; 625(1-3): 181-9.Leland P., Raines R. Cancer chemotherapy - ribonucleases to the rescue Chemistry and Biology 2001; 8: 405-13.Arnold U. Aspects of the cytotoxic action of ribonucleases. Curr. Pharm. Biotechnol. 2008; 9(3): 161-8.Зеленихин П.В., Колпаков А.И., Черепнев Г.В. и др. Индук- ция апоптоза опухолевых клеток биназой. Молекулярная биология 2005; 39(3): 457-63.Mitkevich V.A., Petrushanko I.Y., Kretova O.V. et al. Oncogenic c-kit transcript is a target for binase. Cell Cycle 2010; 9(13): 2674-8.Schulga A., Kurbanov F., Kirpichnikov M. et al. Comparative study of binase and barnase: experience in chimeric ribonucleases. Protein Engineering 1998; 11: 773-80.Yakovlev G.I., Moiseyev G.P., Struminskaya N.K. et al. Mutational analysis of the active site of RNase of Bacillus intermedius (BINASE). FEBS Lett. 1994; 354: 305-6.Ilinskaya O.N., Ivanchenko O.B., Karamova N.S. et al. SOSinducing ability of native and mutant microbial ribonucleases. Mut. Res. 1996; 354: 203-9.Park C., Raines R.T. Catalysis by ribonuclease A is limited by the rate of substrate association. Biochemistry 2003; 42: 3509-18.FITC Annexin V Apoptosis Detection Kit I, http://researcher. nsc.gov.tw/public/woody/Data/98611333871.pdfSmolewski P., Grabarek J., Lee B. et al. Kinetics of HL-60 cell entry to apoptosis during treatment with TNF-alpha or camptothecin assayed by the stathmo-apoptosis method. Cytometry 2002; 47: 143-9.Shi L., Günther S., Hübschmann T. et al. Limits of propidium iodide as a cell viability indicator for environmental bacteria. Cytometry 2007; 71(8): 592-8.Ilinskaya O.N., Ivanchenko O.B., Karamova N.S. Bacterial ribonuclease: mutagenic effect in microbial test-systems. Mutagenesis 1995; 10(3): 165-70.Rosenberg H.F. Recombinant human eosinophil cationic protein. Ribonuclease activity is not essential for cytotoxicity. J. Biol. Chem. 1995; 270: 7876-81.Harder J., Schroder J.M. RNase 7, a novel innate immune defense antimicrobial protein of healthy human skin. J. Biol. Chem. 2002; 277: 46779-84.Lee J.E., Raines R.T. Ribonucleases as novel chemotherapeutics : the ranpirnase example. BioDrugs 2008; 22(1): 53-8.Spalletti-Cernia D., Sorrentino S., Di Gaetano S. et al. Higly selective toxic and proapoptotic effects of two dimeric ribonucleases on thyroid cancer cells compared to the effects of doxorubicin. Brit. J. Cancer. Res. 2004; 90: 270-7.Di Donato A., Cafaro V., D'Alessio G. Ribonuclease A can be transformed into a dimeric ribonuclease with antitumor activity. J. Biol. Chem. 1994; 269(26): 17394-6.Mitkevich V.A., Petrushanko I.Y., Spirin P.V. et al. Sensitivity of acute myeloid leukemia Kasumi-1 cells to binase toxic action depends on the expression of KIT and АML1-ETO oncogenes. Cell Cycle 2011; 10(23): 4090-7.Ilinskaya O.N., Dreyer F., Mitkevich V.A. et al. Changing the net charge from negative to positive makes ribonuclease Sa cytotoxic. Protein Sci. 2002; 11(10): 2522-5.