Известны заболевания, ассоциированные с дефицитом в тканях больных оксида азота (NO). К ним относятся сахарный диабет, гипертония, эндометриоз, онкологические заболевания. В исследованиях in vitro и in vivo показано, что синтетические динитрозильные комплексы железа (ДНКЖ), обеспечивая доставку NO в ткани, открывают возможность терапии таких заболеваний. Однако ДНКЖ проявляют и цитотоксическое (ЦТ) действие. Источником цитотоксичности ДНКЖ могут быть как продукты его распада на NO и ион нитрозония (NO+), так и механизм репарации ДНК в клетке. В данной работе методом МТТ-оценки выживаемости и методом ДНК-комет регистрировали ЦТ и генотоксический (ГТ) эффекты и оценили вклад последнего механизма в цитотоксический эффект синтезированного нами комплекса ДНКЖ с меркаптосукцинатом (ДНКЖ-МС) на опухолевые клетки человека MCF-7. Показано, что ЦТ действие ДНКЖ-МС, в 2 раза выше такового смеси предшественников его синтеза (МС+Fe2+). В то же время, смесь (МС+Fe2+) индуцировала в клетках однонитевые разрывы ДНК (ОР). Эти повреждения полностью репарировались спустя 24 ч. Хотя комплекс ДНКЖ-МС индуцировал в клетках меньше ОР, часть из них сохранялась нерепарированными в 19% клеток спустя 24 ч. Методом нейтральных комет показано, что эти разрывы являются двунитевыми (ДР). Корреляция генотоксичности по выходу нерепарированных ОР в ДНК и МТТ-цитотоксичности на клетках MCF-7 говорит о том , что токсичность динитрозильного комплекса на клетках MCF-7 ассоциирована с возникающими ДР в ДНК. ДР могли образоваться в результате атаки клеточными эндонуклеазами однонитевых участков и АП-сайтов в ДНК, которые фомируются как интермедиаты механизма репарации NER (nucleotide excision repair), активируемого в ответ на появление в ДНК сложных аддуктов оснований под действием ДНКЖ-МС. Т.о., механизм репарации ДНК, переводя не летальные или потенциально летальные повреждения в геноме, вызываемые ДНКЖ комплексом, в летальные ДР, обеспечивает цитотоксичность ДНКЖ-МС на опухолевых клетках MCF-7.

Some common diseases (diabetes mellitus, glaucoma, hypertension, some types of cancer) are associated with a deficiency of nitric oxide (NO) in the tissues of patients. It has been shown that synthesized dinitrosyl iron complexes (DNIC), providing NO delivery to tissues, open up the possibility for therapy of such diseases. On the other hand, DNIC also has a cytotoxic effect. This cytotoxicity is due to NO and the nitrosonium ion (NO+), both the breakdown products of DNIC in the cell, and the DNA repair mechanism. In this study, using MTT-survival assessment and DNA comet method, we evaluated cytotoxic (CT) and genotoxic (GT) effects and assessed the contribution of the DNA repair mechanism to the cytotoxicity of the synthesized complex DNIC with mercaptosuccinate (DNIC-MS) on human tumor cells MCF-7. We show that CT effect of DNIC-MS in MCF-7 cells was 2-fold higher compared to CT of mixture of precursors (МS+Fe2+) for the complex synthesis. Using alkaline comet assay we show that the mixture induced DNA single-strand breaks (SSBs) in MCF-7 cells. SSBs were repaired completely by 24h. Although the complex induced less number of SSBs compared with the mixture, they remained in 19% of the cells by 24 h after the treatment. We found by neutral comet assay that these DNA lesions are double-strand breaks (DSBs). The correlation between genotoxicity by yield of unrepaired DNA SSBs and MTT-cytotoxicity indicates that CT of DNIC-MS may be, in part, associated with DSBs induced in DNA. Lethal DSBs could be formed as a result of cellular endonuclease attack on single strand sites and AP-sites in DNA, that produced as intermediates by the nucleotide excision repair (NER). We conclude that the cellular mechanism of DNA repair, transforming non-lethal or potentially-lethal DNA damage into lethal double strand breaks, has impact into cytotoxicity of the DNIC-MS complex in human tumor cell line MCF-7.