A series of new unique acetylene derivatives of 8-hydroxy- and 8-methoxyquinoline- 5-sulfonamide 3a–f and 6a–f were prepared by reactions of 8-hydroxy- and 8-methoxyquinoline- 5-sulfonyl chlorides with acetylene derivatives of amine. A series of new hybrid systems containing quinoline and 1,2,3-triazole systems 7a–h were obtained by reactions of acetylene derivatives of quinoline-5-sulfonamide 6a–d with organic azides. The structures of the obtained compounds were confirmed by ¹H and ¹³C NMR spectroscopy and HR-MS spectrometry. The obtained quinoline derivatives 3a–f and 6a–f and 1,2,3-triazole derivatives 7a–h were tested for their anticancer and antimicrobial activity. Human amelanotic melanoma cells (C-32), human breast adenocarcinoma cells (MDA-MB-231), and human lung adenocarcinoma cells (A549) were selected as tested cancer lines, while cytotoxicity was investigated on normal human dermal fibroblasts (HFF-1). All the compounds were also tested against reference strains Staphylococcus aureus ATCC 29213 and Enterococcus faecalis ATCC 29212 and representatives of multidrug-resistant clinical isolates of methicillin-resistant S. aureus (MRSA) and vancomycin-resistant E. faecalis. Only the acetylene derivatives of 8-hydroxyquinoline-5-sulfonamide 3a–f were shown to be biologically active, and 8-hydroxy-N-methyl-N-(prop-2-yn-1-yl)quinoline-5-sulfonamide (3c) showed the highest activity against all three cancer lines and MRSA isolates. Its efficacies were comparable to those of cisplatin/doxorubicin and oxacillin/ciprofloxacin. In the non-cancer HFF-1 line, the compound showed no toxicity up to an IC₅₀ of 100 µM. In additional tests, compound 3c decreased the expression of H3, increased the transcriptional activity of cell cycle regulators (P53 and P21 proteins), and altered the expression of BCL-2 and BAX genes in all cancer lines. The unsubstituted phenolic group at position 8 of the quinoline is the key structural fragment necessary for biological activity.

Breast cancer is the most common malignant tumour in women in the whole world. Despite significant developments in the early diagnosis of breast cancer, there is no effective method which would assure total recovery of the patient. Currently available clinical data and laboratory tests indicate a possibility to introduce photodynamic therapy (PDT) to the supplementary treatment of breast cancer. The aim of this study was to assess the influence of PDT with Photolon as a photosensibilizator on the expression of apoptosis associated genes (BCL-2, BAX, TP53) in human breast cancer cell lines, preceded by assessment of survivorship and proliferative activity in the tested cells after PDT. In the present study human breast cancer cell lines MCF-7 and T-47D were used. Photolon (chlorin e6 complex: PVP 1:1) was used as a photosensitizer. Assessments of survivorship and proliferative activity of cells under the influence of PDT (WST-1 test) were conducted along with the expression of selected genes involved in the process of apoptosis: BCL-2, BAX, TP53 (RT-QPCR). PDT limited both survivorship and proliferative activity of breast cancer cells in the two tested lines. In case of T-47D cell line was found increase of BAX and BCL-2 genes expression after PDT and sustained activity of TP53 gene. Conversely, in MCF-7 cell line a decrease in expression was found for both BAX and TP53 genes, but also an increase of BCL-2 gene expression. A progressing decrease (24, 48 and 72 h after PDT) in the count of culture cells, which suggests the occurrence of apoptosis initiated by a photodynamic reaction with simultaneous increase of BCL-2/BAX index, indicates activation of a different endogenous apoptosis pathway than the one examined, namely pointing to suicidal death of cells after PDT.

Introduction: Amygdalin is a chemical compound found in the seeds of many edible plants. Different studies using cancer cell cultures in vitro indicate its potential anti-cancer activity. Various types of cancer cells showed different responses to different doses of amygdalin. This may suggest many in vitro models of the activity of this compound. The aim of the study was to evaluate the effect of amygdalin on MCF-7, MDA-MB-231, and T-47D breast cancer cells and on HFF-1 normal dermal fibroblasts (control cell culture) in vitro. Cell proliferation, viability, and the changes in mRNA transcript levels of basic proteins (BAX, caspase 3 and BCL-2) involved in apoptosis were analyzed. Materials and Methods: MCF-7, MDA-MB-231, T-47D, and HFF-1 cell lines were purchased from the ATCC. Amygdalin derived from apricot kernels was purchased from Sigma-Aldrich. CVDE, WST-1, and LDH assays were used to evaluate the effects of amygdalin on cell proliferation and viability. Molecular evaluation of gene transcription levels was performed using the RT-qPCR technique. Results: Amygdalin causes a dose-dependent decrease in proliferation and metabolic activity of MCF-7, MDA-MB-231, and T-47D cells in the in vitro cultures. In all cell cultures amygdalin affects the mRNA levels of pro-apoptotic BAX and caspase 3 proteins and anti-apoptotic BCL-2 protein. Conclusions: Amygdalin anti-cancer activity may be selective in relation to different cell types. It seems that examined breast cancer cells are more sensitive to amygdalin than normal cells.

Multidrug resistance is a serious problem in modern medicine and the reason for the failure of various therapies. A particularly important problem is the occurrence of multidrug resistance in cancer therapies which affects many cancer patients. Observations on the effect of metformin—a well-known hypoglycemic drug used in the treatment of type 2 diabetes—on cancer cells indicate the possibility of an interaction of this substance with drugs already used and, as a result, an increase in the sensitivity of cancer cells to cytostatics. The aim of this study was to evaluate the effect of metformin on the occurrence of multidrug resistance of breast cancer cells. The MCF-7-sensitive cell line and the MCF-7/DX cytostatic-resistant cell line were used for this study. WST-1 and LDH assays were used to evaluate the effects of metformin and doxorubicin on cell proliferation and viability. The effect of metformin on increasing the sensitivity of MCF-7 and MCF-7/DX cells to doxorubicin was evaluated in an MDR test. The participation of metformin in increasing the sensitivity of resistant cells to the effect of the cytostatic (doxorubicin) has been demonstrated.

Streszczenie Przedmiot badań: Choroby nowotworowe to jedne z głównych przyczyn zgonów na świecie, z milionami nowych przypadków każdego roku. Pomimo znacznego postępu w nauce i szeroko zakrojonych badań, nowotwory wciąż pozostają poważnym wyzwaniem dla zdrowia publicznego i znacznym obciążeniem dla pacjentów, ich rodzin oraz społeczeństwa. Wraz z rozwojem wiedzy na temat przyczyn, przebiegu i zmian jakie towarzyszą chorobom nowotworowym ewoluuje również podejście do diagnostyki, leczenia i zapobiegania chorobie. Dla opracowania nowych, skutecznych metod leczenia nowotworów niezwykle istotne jest poznanie złożonych mechanizmów leżących u podstaw rozwoju i progresji choroby. Bardzo obiecujące wydają się tu terapie ukierunkowane na konkretnego pacjenta pozwalające na precyzyjne usuwanie nieprawidłowych komórek z równoczesnym ograniczeniem skutków ubocznych terapii. Personalizowanie terapii wymaga uwzględnienia heterogenności chorób nowotworowych i dostosowania leczenia do indywidualnego profilu pacjenta. W tym zakresie dużą pomocą mogą okazać się trójwymiarowe (3D) hodowle in vitro - zarówno do indywidualnej oceny charakteru nowotworu, możliwości wyboru najlepszej metody jego eliminacji, oceny wrażliwości na określone leki lub indywidualnego podejścia terapeutycznego, jak również i na etapie badań podstawowych czy przedklinicznych dotyczących bardziej uniwersalnych metod leczenia. Cel badań: Celem pracy jest przedstawienie wielokierunkowych możliwości wykorzystania hodowli 3D w badaniach poświęconych opracowywaniu terapii przeciwnowotworowych pacjentów onkologicznych, w tym terapii personalizowanych. Metodyka wyszukiwania i doboru piśmiennictwa: Przegląd piśmiennictwa prowadzono za pomocą wyszukiwarek: PubMed, Google Scholar, Wiley Online Library i Web of Science, korzystających z bazy MEDLINE. Wyszukiwano publikacje zawierające słowa kluczowe: “cell culture techniques, three dimensional”, “organoids”, “drug evaluation, preclinical”, “precision medicine". Zestawienia aktualnie prowadzonych oraz zakończonych już badań klinicznych w zakresie wykorzystania hodowli komórkowych 3D w ocenie skuteczności działania leków przeciwnowotworowych dokonano na podstawie danych dostępnych w bazie ClinicalTrials.gov. Wyniki: Wykorzystanie konkretnych modeli trójwymiarowych (3D) hodowli komórkowych w badaniach przedklinicznych zależy od celu badań i stopnia ich zaawansowania. Proste modele 3D mogą być wykorzystywane jako alternatywa dla stosowanych obecnie dwuwymiarowych (2D) hodowli komórkowych w wysokoprzepustowych badaniach przesiewowych leków, które pozwalają wyłonić spośród ogromnej liczby potencjalnych leków przeciwnowotworowych te, które wykazują najsilniejsze działanie cytotoksyczne względem komórek nowotworowych. Z kolei bardziej złożone modele 3D pozwalają uwzględnić w badaniach, istotne z punktu widzenia progresji guza nowotworowego, oddziaływania komórek nowotworowych z komórkami podścieliska i elementami macierzy pozakomórkowej, które równocześnie pełnią kluczową rolę w odpowiedzi zmiany nowotworowej na zastosowane leczenie. Istotne jest uwzględnienie w modelach badawczych roli nowotworowych komórek macierzystych. Badania prowadzone w zakresie medycyny personalizowanej ukierunkowane są przede wszystkim na wykorzystanie modeli 3D do przewidywania osobniczej wrażliwości pacjenta na działanie leków przeciwnowotworowych. Pozwala to nie tylko dobrać najskuteczniejszy dla danego pacjenta schemat leczenia, ale niejednokrotnie pozwala również uniknąć wyniszczających organizm skutków ubocznych terapii. Ponadto hodowle 3D wyprowadzone bezpośrednio z guza nowotworowego pacjenta mogą posłużyć jako model badawczy dla nowo opracowywanych leków onkologicznych lub repozycjonowania leków o dobrze już scharakteryzowanym mechanizmie działania. Wnioski: Trójwymiarowe (3D) hodowle komórkowe wydają się niezwykle istotnym ogniwem w procesie opracowywania i wprowadzania leków przeciwnowotworowych do terapii pacjentów onkologicznych. Aby w pełni wykorzystać szeroki wielokierunkowy potencjał modeli trójwymiarowych w badaniach przedklinicznych leków i przeciwnowotworowej terapii personalizowanej niezbędne jest opracowanie i wdrożenie znormalizowanych protokołów i technik automatyzacji hodowli modeli 3D konkretnych typów nowotworów, z uwzględnieniem długoterminowych metod hodowli w warunkach dynamicznych, takich jak systemy mikroprzepływowe.