Istraživanja u laboratoriju fokusirana su na terapiju tumora.

a)      Istražujemo molekularnu osnovu odgovora stanica raka na terapiju, s posebnim naglaskom na ulogu gena p53 i p21 u tim procesima, kao i njihovo eventualno korištenje u genskom liječenju. Poseban fokus istraživanja bio je usmjeren na mehanizme kojima gen p21 regulira različite oblike odgovora tumorske stanice na terapiju/stres te na koji način karakterizira kemoosjetljivost stanice. Pokazali smo da može imati dvojaku ulogu u apoptozi te da njegova pojačana ekspresija može izazvati autofagiju, koja potom omogućava aktivaciju senescencije i/ili apoptoze. (Znanstveno-istraživački projekt, MZOŠ, Hrvatska: „Uloga različitih mehanizama odgovora stanica na terapiju oštećenjem DNA“ 2007-2013).

1. Kraljević Pavelić, S; Čačev, T; Kralj, M. A dual role of p21^waf1/cip1 gene in apoptosis of HEp-2 treated with cisplatin or methotrexate. Cancer Gene Ther. (2008) 15:576-590.
2. Kraljević Pavelić, S#; Marjanović, M#; Poznić, M; Kralj, M. (2009) Adenovirally-mediated p53 overexpression diversely influence the cell cycle of HEp-2 and CAL 27 cell lines upon cisplatin and methotrexate treatment. J Cancer Res Clin Oncol. 135:1747-1761. #First autor – equal conribution
3. Mikecin A-M, Walker L, Kuna M, Raucher D. Thermally targeted p21 peptide enhances bortezomib cytotoxicity in androgen-independent prostate cancer cell lines. Anticancer Drugs. (2014) 2: 189–199.

b)      Istražujemo učinak i/ili mehanizam novosintetiziranih spojeva i drugih prirodnih i komercijalnih spojeva s potencijalnom protutumorskom aktivnošću. U suradnji s velikim brojem grupa iz područja organske kemije iz RH i inozemstva provodimo studije pretraživanja novosintetiziranih spojeva, kao i istraživanja na otkrivanju mehanizama djelovanja najaktivnijih spojeva. Ovaj izrazito interdisciplinarni pristup istraživanju rezultirao je jedinstvenom ekspertizom u medicinskoj/farmaceutskoj kemiji i nizom publikacija u respektabilnim časopisima iz područja medicinske kemije te otkrićem nekoliko predvodnih molekula.

1. Hranjec, M; Kralj, M*; Piantanida, I; Sedić, M; Šuman, L; Pavelić, K; Karminski-Zamola, G*. Novel cyano- and amidino-substituted derivatives of styryl-2-benzimidazoles and benzimidazo[1, 2-a]quinolines. Synthesis, photochemical synthesis, DNA binding, and antitumor evaluation, part 3. J Med Chem. 50 (2007) , 23; 5696,
2. Ester, K; Hranjec, M; Piantanida, I; Ćaleta, I; Ivana, J; Pavelić, K; Kralj, M*; Karminski-Zamola, G*. Novel Derivatives of Pyridyl-Benzo[b]thiophene-2-carboxamides and Benzo[b]thieno[2, 3- c]naphthyridin-2-ones: Minor Structural Variations Provoke Major Differences of Antitumor Action Mechanisms. J Med Chem. 52:2482-2492 (2009).
3. Supek, F^#; Kralj, M^#; Marjanović, M; Šuman, L; Šmuc, T; Krizmanić, I; Žinić, B. Atypical cytostatic mechanism of N -1-sulfonylcytosine derivatives determined by in vitro screening and computational analysis. Invest New drugs (2008) 26:97-110., ^#First autor – equal conribution
4. Perin, N; Martin Kleiner, I; Nhili, R; Laine, W; David-Cordonnier, M-H; Vugrek, O; Karminski-Zamola, G; Kralj, M*; Hranjec, M*. Biological activity and DNA binding studies of 2-substituted benzimidazo[1, 2-a]quinolines bearing different amino side chains. MedChemComm 4 (2013)  1537-1550.
5. Basarić, N; Mlinarić-Majerski, K; Kralj, M. Quinone methides: photochemical generation and its application in biomedicine. Current Organic Chemistry (2014) 18; 3-18.
6. Kralj, M*; Uzelac, L; Wang, Yu-H; Wan, P; Tireli, M; Mlinarić-Majerski, K; Piantanida, I; Basarić, N*. Enhancement of antiproliferative activity by phototautomerization of anthrylphenols. Photochem. Photobiol. Sci. (2015) 14:1082-1092.
7. Levatić, J; Ćurak, J; Kralj, M; Šmuc, T; Osmak, M; Supek, F. Accurate Models for P-gp Drug Recognition Induced from a Cancer Cell Line Cytotoxicity Screen. J Med Chem 56 (2013) 5691-5708.

c)      Iako su naša istraživanja pretežno bila usmjerena na spojeve koje interreagiraju s DNA, odnedavno istražujemo potencijalnu protutumorsku aktivnost kalijevih ionofora. Posebno smo fokusirani na ispitivanja biološke aktivnostikrunastih etera, koji također imaju sposobnost transporta kalija kroz memebrane. Također, istražujemo ulogu transporta iona (posebno kalija) i kalijeve ionofore kao potencijalne protutumorske lijekove. Kalijev ionofor salinomicin je odnedavno prepoznat kao potencijalno selektivan spoj za uništavanje tumorskih matičnih stanica (TMS). Stoga je naša istraživačka inicijativa trenutno usmjerena na otkriće novih potencijalno selektivnih spojeva za TMS. TMS, uz ostale karakteristike, pokazuju izrazitu rezistenciju na sve oblike terapije. Pronalazak novog specifičnog markera za tumorske matične stanice imao bi potencijalno velik utjecaj na nove smjerove u istraživanju, dijagnostici i liječenju tumora. Osim istraživanja utjecaja i potencijalne selektivnosti spojeva na tumorske i TMS, bavimo se proučavanjem svojstava TMS. U radu koristimo model stanica koje su prošle tzv. epitelno-mezenhimalnu tranziciju (EMT) te imaju mnoge karakteristike TMS. U tom smislu nastavit ćemo istraživanje razlika između EMT stanica u odnosu na epitelne stanice. Posebno ćemo se fokusirati na rasvjetljavanje već uočenih diferencijalnih učinaka salinomicina na različite organele u ovom staničnom modelu (Znanstveno-istraživački projekt “A multidisciplinary approach to discover selective drugs targeting cancer stem cells: The role of potassium transport - MultiCaST“ Hrvatska zaklada za znanost (HrZZ).

1. M. Marjanović, M. Kralj*, F. Supek, L. Frkanec, I. Piantanida, T. Šmuc, Lj. Tušek-Božić. Antitumor potential of crown ethers: structure activity relationships, cell cycle disturbances and cell death studies of a series of ionophores. J Med Chem (2007) 50:1007-1018
2. Supek, F; Šumanovac Ramljak, T; Marjanović, M; Buljubašić, M; Kragol, G; Ilić, N; Šmuc, T; Zahradka, D; Mlinarić-Majerski, K*; Kralj, M*. Could LogP be a principal determinant of biological activity in 18-crown-6 ethers? Synthesis of biologically active adamantane-substituted diaza-crowns. Eur J Med Chem 46 (2011) 3444-3454
3. Kralj, M*; Tušek-Božić, Lj; Frkanec, L. Biomedical Potentials of Crown Ethers: Prospective Antitumor Agents. ChemMedChem (2008) 3:1478-1492
4. US Patent No. US 8,389,505 B2 (2013): Marijeta Kralj, Kata Majerski, Marko Marjanović i Tatjana Šumanovac Ramljak „Adamantane derivatives of aza-crown ethers and their use in treatment of tumor“
5. P20090355 (2015) HR patent: Marijeta Kralj, Kata Majerski, Marko Marjanović i Tatjana Šumanovac Ramljak. Adamantanski derivati aza-krunastih etera i njihova upotreba u terapiji tumora.
6. Guberović I^#, Marjanović M^#, Mioč M, Ester K, Martin-Kleiner I, Šumanovac Ramljak T, Mlinarić-Majerski K, Kralj M. Crown ethers reverse P-glycoprotein-mediated multidrug resistance in cancer cells. Sci Rep 8, 14467 (2018). ^#First autor – equal conribution