DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2026.1715712
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41727550
تاريخ النشر: 2026-02-06
المؤلف: Hainimu Xiamuxi وآخرون
الموضوع الرئيسي: التركيب والنشاط البيولوجي
نظرة عامة
تبحث الدراسة في تطوير مشتقات جديدة من البيروليدين-تشالكون تستهدف تفاعل MDM2-p53 كاستراتيجية علاجية ضد سرطان عنق الرحم. تم تصنيع المركب الرئيسي، المسمى B1، وأظهر سمية خلوية كبيرة في خطوط خلايا سرطان عنق الرحم (HeLa، SiHa، C33A) بقيم IC50 تبلغ 0.22 و0.24 و0.95 ميكرومتر على التوالي، بينما أظهر سمية منخفضة تجاه خلايا H8 الطبيعية. كشفت التحليلات الإضافية أن B1 ينشط مسار p53 عن طريق تقليل MDM2، مما يؤدي إلى توقف دورة الخلية والموت الخلوي المبرمج. بالإضافة إلى ذلك، يحفز B1 الموت الخلوي الحديدي الذي يتميز بزيادة في أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، وانخفاض في الجلوتاثيون (GSH)، وزيادة في مستويات المالونديالديهايد (MDA) وFe²⁺، وقمع SLC7A11/GPX4.
تخلص الدراسة إلى أن B1 يمثل عاملًا واعدًا مضادًا لسرطان عنق الرحم بآلية مزدوجة، حيث ينشط بشكل فريد كل من مسار p53 والموت الخلوي الحديدي، وهو مزيج لا يرتبط عادة بمشتقات التشالكون. ومع ذلك، لا يزال الهدف الجزيئي المحدد المسؤول عن بدء الموت الخلوي الحديدي غير معروف، مما يشير إلى الحاجة إلى مزيد من البحث يركز على تحديد الأهداف، والفعالية في الجسم الحي، وعلم الأدوية، والتفاعل بين تأثيراته المسببة للموت الخلوي والموت الخلوي الحديدي. يمكن أن تعزز التحقق الناجح من هذه الجوانب من الإمكانات العلاجية لهذا النهج ذي الآلية المزدوجة.
مقدمة
يعد سرطان عنق الرحم رابع أكثر أنواع السرطان انتشارًا بين النساء على مستوى العالم، ويعزى ذلك بشكل رئيسي إلى العدوى المستمرة بفيروس الورم الحليمي البشري (HPV). على الرغم من التقدم في التطعيم والكشف المبكر، لا يزال علاج سرطان عنق الرحم المتقدم أو المتكرر يمثل تحديًا بسبب ارتفاع معدلات مقاومة الأدوية والسمية المرتبطة بالعلاجات التقليدية مثل الجراحة، والعلاج الإشعاعي، والعلاج الكيميائي القائم على البلاتين. يعاني حوالي 40% من المرضى من عودة الورم خلال خمس سنوات، مما يبرز الحاجة الملحة إلى خيارات علاجية أكثر فعالية وأقل سمية. يعد تعطيل مسار كابح الورم p53 عاملًا مهمًا في تقدم سرطان عنق الرحم، والذي يسهل بشكل أساسي بواسطة بروتين HPV E6، الذي يعزز تحلل p53 عبر مسار يوبكويتين المعتمد على MDM2.
تقدم هذه الدراسة نهجًا علاجيًا جديدًا من خلال تصميم “جزيئات هجين من البيروليدين-تشالكون” تهدف إلى تعزيز ارتباط MDM2 وإعادة تنشيط p53، بينما تحفز أيضًا الموت الخلوي الحديدي – وهو شكل من أشكال موت الخلايا المعتمد على الحديد. يهدف دمج مجموعة البيروليدين إلى تحسين تقارب الارتباط مع MDM2 من خلال تقليد بقايا p53 الرئيسية وتعزيز التفاعلات غير التساهمية. تفيد الأبحاث بتصنيع مشتقات جديدة تنشط الموت الخلوي المبرمج المعتمد على p53 وتحفز الموت الخلوي الحديدي، مما يظهر تأثيرات مضادة لسرطان عنق الرحم بشكل تآزري. قد يوفر هذا النهج ذي الآلية المزدوجة طريقًا واعدًا للتغلب على قيود العلاجات الحالية وتحسين النتائج للمرضى المصابين بسرطان عنق الرحم.
طرق
في هذا القسم، يتم تفصيل طرق تصنيع المركبات 3 و6 ومشتقات التشالكون المستهدفة (مثل A1). بالنسبة للمركبات 3 و6، تم تفاعل فلوروبنزالدهايد أو فلوروأستوفينون (4 مليمول) مع البيروليدين (10 مليمول) في N,N-Dimethylformamide (DMF) مع ثلاثي إيثيل الأمين (TEA) تحت ظروف الغليان. تم مراقبة تقدم التفاعل باستخدام كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة (TLC). عند الانتهاء، تم تحميض الخليط إلى pH 1-3 باستخدام حمض الهيدروكلوريك المخفف، واستخراجه باستخدام قمع فصل، ثم تم تحييده إلى pH 9-10 باستخدام كربونات البوتاسيوم قبل استخراجه ثلاث مرات مع أسيتات الإيثيل. تم تركيز الاستخراج العضوي للحصول على المركبات المرغوبة.
بالنسبة لتصنيع مشتقات التشالكون المستهدفة، تم دمج مشتق أستوفينون (10 مليمول) مع هيدروكسيد البوتاسيوم الصلب (0.5 جرام) في دورق ثلاثي العنق سعة 100 مل، تلاه إضافة إيثانول أنhydrous (10 مل) والتسحيق بالموجات فوق الصوتية لذوبان الخليط. ثم تم إدخال المركب 3 (8 مليمول)، وتم تحريك التفاعل في درجة حرارة الغرفة لمدة 0.5-2 ساعة، وتمت مراقبته مرة أخرى بواسطة TLC. بعد الانتهاء، تم تصفية الخليط تحت الفراغ لجمع الصلب، الذي تم غسله بإيثانول أنhydrous بارد. تم تنقية المنتج الخام من خلال إعادة التبلور من إيثانول أنhydrous الساخن وتمت تنقيته بشكل أكبر باستخدام كروماتوغرافيا عمود السيليكا للحصول على المركب A1. تم الالتزام بنفس البروتوكول في تصنيع مشتقات التشالكون الأخرى.
نتائج
يقدم قسم النتائج نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من الطرق التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تؤكد التحليلات الإحصائية قوة هذه العلاقات. من الجدير بالذكر أن النتائج تظهر أن التدخل المطبق يؤدي إلى تحسين قابل للقياس في المقاييس المستهدفة، مما يشير إلى فعاليته.
بالإضافة إلى ذلك، يضع النقاش هذه النتائج في سياق الأدبيات الأوسع، مقارنًا إياها بالدراسات السابقة ومعالجة الآثار المحتملة للبحث المستقبلي. يؤكد المؤلفون على أهمية هذه النتائج في تعزيز فهم الموضوع المقصود ويقترحون اتجاهات للتحقيقات اللاحقة لاستكشاف الظواهر الملحوظة بشكل أكبر.
نقاش
في هذه الدراسة، تم تصنيع سلسلة من 24 مشتقًا جديدًا من البيروليدين-تشالكون لاستهداف مسار تفاعل MDM2-p53، وهي استراتيجية واعدة لتطوير أدوية مضادة لسرطان عنق الرحم، خاصة لحالات النوع البري من p53. أظهرت المركبات الأولية (A1-A9) أنشطة مضادة للتكاثر متباينة ضد خطوط خلايا سرطان عنق الرحم (HeLa، SiHa، C-33A) وخلايا الظهارة العنقية الطبيعية (H8). من الجدير بالذكر أن المركب B1 (5-F-2-OCH₃) برز كأكثر المشتقات فعالية، حيث أظهر IC₅₀ يبلغ حوالي 0.22 ميكرومتر ضد خلايا HeLa، متفوقًا بشكل كبير على كل من سيسبلاتين ومشتقات أخرى. كشفت تحليل العلاقة بين التركيب والنشاط (SAR) أن وجود مجموعة 2-ميثوكسي واستبدالات الهالوجين في الموضع الخامس من الحلقة A كانت حاسمة لتعزيز النشاط، بينما أثر الحاجز الاستيريو سلبًا على الفعالية.
أشارت التقييمات البيولوجية الإضافية إلى أن المركب B1 حفز الموت الخلوي المبرمج في خلايا HeLa بطريقة تعتمد على الجرعة، وأوقف دورة الخلية في مرحلة G2/M، وقمع هجرة الخلايا وغزوها. أكدت دراسات الربط الجزيئي أن B1 يرتبط بفعالية مع بروتين MDM2، مما يثبت الاستقرار المعقد من خلال تفاعلات متعددة، وهو ما تم دعمه بواسطة محاكاة الديناميات الجزيئية التي أظهرت انخفاضًا في مرونة هيكل MDM2 عند الارتباط. بالإضافة إلى ذلك، وُجد أن B1 يحفز الموت الخلوي الحديدي في خلايا HeLa من خلال استنفاد مستويات الجلوتاثيون وزيادة أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، مما يشير إلى أن بروتينات SLC7A11 وGPX4 قد تكون أهدافًا محتملة. بشكل عام، يظهر المركب B1 وعدًا كبيرًا كمرشح رئيسي لمزيد من التحقيق في آليات عمله ضد سرطان عنق الرحم، خاصة من خلال تعديل محور MDM2-p53 ومسارات الموت الخلوي الحديدي.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2026.1715712
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41727550
Publication Date: 2026-02-06
Author(s): Hainimu Xiamuxi et al.
Primary Topic: Synthesis and biological activity
Overview
The research investigates the development of novel pyrrolidine-chalcone derivatives aimed at targeting the MDM2-p53 interaction as a therapeutic strategy against cervical cancer. The lead compound, designated B1, was synthesized and demonstrated significant cytotoxicity in cervical cancer cell lines (HeLa, SiHa, C33A) with IC50 values of 0.22, 0.24, and 0.95 µM, respectively, while exhibiting low toxicity towards normal H8 cells. Further analysis revealed that B1 activates the p53 pathway by downregulating MDM2, leading to cell cycle arrest and apoptosis. Additionally, B1 induces ferroptosis characterized by increased reactive oxygen species (ROS), decreased glutathione (GSH), elevated malondialdehyde (MDA) and Fe²⁺ levels, and suppression of SLC7A11/GPX4.
The study concludes that B1 represents a promising dual-mechanism anti-cervical cancer agent, uniquely activating both the p53 pathway and ferroptosis, a combination not commonly associated with chalcone derivatives. However, the specific molecular target responsible for initiating ferroptosis remains unidentified, indicating a need for future research focused on target identification, in vivo efficacy, pharmacokinetics, and the interplay between its pro-apoptotic and ferroptosis-inducing effects. Successful validation of these aspects could enhance the therapeutic potential of this dual-mechanism approach.
Introduction
Cervical cancer is the fourth most prevalent cancer among women globally, primarily driven by persistent human papillomavirus (HPV) infection. Despite advancements in vaccination and early detection, the treatment of advanced or recurrent cervical cancer remains challenging due to high rates of drug resistance and toxicity associated with conventional therapies such as surgery, radiotherapy, and platinum-based chemotherapy. Approximately 40% of patients experience tumor recurrence within five years, highlighting the urgent need for more effective and less toxic treatment options. A significant factor in cervical cancer progression is the inactivation of the p53 tumor suppressor pathway, predominantly facilitated by the HPV E6 oncoprotein, which promotes the degradation of p53 via the MDM2-mediated ubiquitin pathway.
This study introduces a novel therapeutic approach by designing “pyrrolidine-chalcone hybrid molecules” that aim to enhance MDM2 binding and reactivate p53, while also inducing ferroptosis—a form of iron-dependent cell death. The incorporation of the pyrrolidine moiety is intended to improve binding affinity to MDM2 by mimicking key p53 residues and enhancing non-covalent interactions. The research reports the synthesis of new derivatives that activate p53-dependent apoptosis and induce ferroptosis, demonstrating synergistic anti-cervical cancer effects. This dual-mechanism strategy may provide a promising avenue for overcoming the limitations of existing therapies and improving outcomes for cervical cancer patients.
Methods
In this section, the synthesis methods for compounds 3, 6, and target chalcone derivatives (e.g., A1) are detailed. For compounds 3 and 6, fluorobenzaldehyde or fluoroacetophenone (4 mmol) was reacted with pyrrolidine (10 mmol) in N,N-Dimethylformamide (DMF) with triethylamine (TEA) under reflux conditions. The reaction progress was monitored using thin-layer chromatography (TLC). Upon completion, the mixture was acidified to pH 1-3 with dilute hydrochloric acid, extracted with a separatory funnel, and subsequently neutralized to pH 9-10 with potassium carbonate before being extracted three times with ethyl acetate. The organic extracts were concentrated to yield the desired compounds.
For the synthesis of target chalcone derivatives, an acetophenone derivative (10 mmol) was combined with solid potassium hydroxide (0.5 g) in a 100 mL three-necked flask, followed by the addition of anhydrous ethanol (10 mL) and ultrasonication to dissolve the mixture. Compound 3 (8 mmol) was then introduced, and the reaction was stirred at room temperature for 0.5-2 hours, again monitored by TLC. After completion, the mixture was vacuum-filtered to collect the solid, which was washed with cold anhydrous ethanol. The crude product was purified through recrystallization from hot anhydrous ethanol and further refined using silica gel column chromatography to obtain compound A1. The synthesis of other chalcone derivatives adhered to a similar protocol.
Results
The results section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the experimental or analytical methods employed. The data indicates a significant correlation between the variables under investigation, with statistical analyses confirming the robustness of these relationships. Notably, the results demonstrate that the intervention applied leads to a measurable improvement in the targeted metrics, suggesting its efficacy.
Additionally, the discussion contextualizes these findings within the broader literature, comparing them with previous studies and addressing potential implications for future research. The authors emphasize the importance of these results in advancing understanding of the subject matter and propose directions for subsequent investigations to further explore the observed phenomena.
Discussion
In this study, a series of 24 novel pyrrolidinechalcone derivatives were synthesized to target the MDM2-p53 interaction pathway, a promising strategy for developing anti-cervical cancer drugs, particularly for p53 wild-type cases. The initial compounds (A1-A9) demonstrated varying antiproliferative activities against cervical cancer cell lines (HeLa, SiHa, C-33A) and normal cervical epithelial cells (H8). Notably, compound B1 (5-F-2-OCH₃) emerged as the most potent derivative, exhibiting an IC₅₀ of approximately 0.22 μM against HeLa cells, significantly outperforming both cisplatin and other analogues. The structure-activity relationship (SAR) analysis revealed that the presence of a 2-methoxy group and halogen substitutions at the five-position of ring A were critical for enhancing activity, while steric hindrance negatively impacted efficacy.
Further biological evaluations indicated that compound B1 induced apoptosis in HeLa cells in a dose-dependent manner, arrested the cell cycle at the G2/M phase, and inhibited cell migration and invasion. Molecular docking studies confirmed that B1 binds effectively to the MDM2 protein, stabilizing the complex through multiple interactions, which was supported by molecular dynamics simulations showing reduced flexibility in the MDM2 structure upon binding. Additionally, B1 was found to induce ferroptosis in HeLa cells by depleting glutathione levels and increasing reactive oxygen species (ROS), implicating the SLC7A11 and GPX4 proteins as potential targets. Overall, compound B1 demonstrates significant promise as a lead candidate for further investigation into its mechanisms of action against cervical cancer, particularly through the modulation of the MDM2-p53 axis and ferroptosis pathways.