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Pereira C, Lopes-Rodrigues V, Coutinho I, Neves MP, Lima RT, Pinto M, Cidade H, Vasconcelos MH, Saraiva L. Potential small-molecule activators of caspase-7 identified using yeast-based caspase-3 and -7 screening assays. Eur J Pharm Sci 2014; 54:8-16. [PMID: 24398107 DOI: 10.1016/j.ejps.2013.12.017] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 0.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/10/2013] [Revised: 12/20/2013] [Accepted: 12/28/2013] [Indexed: 11/29/2022]
Abstract
Caspases-3 and -7 are at the core of the execution phase of apoptosis. The search for activators of these proteases has therefore deserved particular attention in the field of anticancer drug discovery. Here, a simplified yeast-based screening approach was developed and used to search for activators of caspases-3 and -7, followed by evaluation of the activity of the selected compounds in the human tumor cell lines HL-60 (acute promyelocytic leukemia) and MCF-7 (breast adenocarcinoma). By using the yeast approach, two potential activators of caspase-7, 5,6-dihydroxy-7-prenyloxyflavone (1a) and 3-hydroxy-7-geranyloxyflavone (2a), were identified. Unlike the known caspases-3 and -7 activator, the procaspase activating compound-1 (PAC-1), these flavonoids did not interfere with the caspase-3 activity in yeast. Moreover, flavonoids 1a and 2a processed procaspase-7 to the active caspase-7 both in yeast and in vitro processing assays, and inhibited the growth of HL-60 and MCF-7 human tumor cells with higher potencies than PAC-1, particularly in the absence of caspase-3 (MCF-7 cells). In MCF-7 cells, the flavonoids processed procaspase-7, increased its activity and sensitized these cells to the effects of the cytotoxic drug, etoposide. In conclusion, the developed yeast target-based screening assays led to the identification of potential caspase-7 activators. A proof of concept is therefore provided for the effectiveness of the yeast assays in the discovery of caspase activators. Additionally, the identified compounds may pave the way for a new class of caspase activators with improved anticancer properties.
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Affiliation(s)
- Clara Pereira
- REQUIMTE, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira no. 228, 4050-313 Porto, Portugal; Laboratório de Microbiologia, Departamento de Ciências Biológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira no. 228, 4050-313 Porto, Portugal
| | - Vanessa Lopes-Rodrigues
- Cancer Drug Resistance Group, IPATIMUP - Instituto de Patologia e Imunologia Molecular da Universidade do Porto, Rua Doutor Roberto Frias, 4200 Porto, Portugal; Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR), Universidade do Porto, Rua dos Bragas n° 289, 4050-123 Porto, Portugal
| | - Isabel Coutinho
- REQUIMTE, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira no. 228, 4050-313 Porto, Portugal; Laboratório de Microbiologia, Departamento de Ciências Biológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira no. 228, 4050-313 Porto, Portugal
| | - Marta P Neves
- Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR), Universidade do Porto, Rua dos Bragas n° 289, 4050-123 Porto, Portugal; Centro de Química Medicinal da Universidade do Porto (CEQUIMED-UP), and Laboratório de Química Orgânica e Farmacêutica, Departamento de Ciências Químicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua Jorge Viterbo Ferreira n° 228, 4050-313 Porto, Portugal
| | - Raquel T Lima
- Cancer Drug Resistance Group, IPATIMUP - Instituto de Patologia e Imunologia Molecular da Universidade do Porto, Rua Doutor Roberto Frias, 4200 Porto, Portugal; Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR), Universidade do Porto, Rua dos Bragas n° 289, 4050-123 Porto, Portugal
| | - Madalena Pinto
- Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR), Universidade do Porto, Rua dos Bragas n° 289, 4050-123 Porto, Portugal; Centro de Química Medicinal da Universidade do Porto (CEQUIMED-UP), and Laboratório de Química Orgânica e Farmacêutica, Departamento de Ciências Químicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua Jorge Viterbo Ferreira n° 228, 4050-313 Porto, Portugal
| | - Honorina Cidade
- Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR), Universidade do Porto, Rua dos Bragas n° 289, 4050-123 Porto, Portugal; Centro de Química Medicinal da Universidade do Porto (CEQUIMED-UP), and Laboratório de Química Orgânica e Farmacêutica, Departamento de Ciências Químicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua Jorge Viterbo Ferreira n° 228, 4050-313 Porto, Portugal
| | - M Helena Vasconcelos
- Laboratório de Microbiologia, Departamento de Ciências Biológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira no. 228, 4050-313 Porto, Portugal; Cancer Drug Resistance Group, IPATIMUP - Instituto de Patologia e Imunologia Molecular da Universidade do Porto, Rua Doutor Roberto Frias, 4200 Porto, Portugal
| | - Lucília Saraiva
- REQUIMTE, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira no. 228, 4050-313 Porto, Portugal; Laboratório de Microbiologia, Departamento de Ciências Biológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira no. 228, 4050-313 Porto, Portugal.
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