Активация адгезивных свойств клеток меланомы в условиях 3d-культивирования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В настоящей работе на модели меланомы оценивали жизнеспособность и адгезивные свойства клеток линий BRO и SK-MEL-2. Показано, что в клетках линии BRO развитие апоптоза после воздействия дакарбазином сочеталось с переходом доли клеток в фазу G0 клеточного цикла, что подтверждает ранее полученные результаты. В клетках меланомы SK-MEL-2 наблюдали отсутствие апоптоза в 3D-сфероидах и отсутствие выхода из клеточного цикла. Также выявлено, что в контрольных сфероидах (клетки без воздействия) линий меланомы BRO и SK-MEL-2 адгезия к фибронектину была выше по сравнению с клетками монослоя контроля, что объясняется трехмерной структурой, требующей коммуникации клеток с внеклеточным матриксом. В сфероидах, сформированных клетками SK-MEL-2, дакарбазин индуцировал снижение адгезии к фибронектину, что может быть связано с развитием лекарственной устойчивости. После воздействия дакарбазином повышаются уровни экспрессии интегринов αV и β8 в клетках BRO и SK-MEL-2, а также интегрина β5 в клетках SK-MEL-2, что может указывать на участие этих молекул в утрате пролиферативного статуса опухолевых клеток.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. В. Черных

Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, кафедра патологической физиологии

Автор, ответственный за переписку.
Email: tatyana_ruksha@mail.ru
Россия, Красноярск

И. С. Зинченко

Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, кафедра патологической физиологии

Email: tatyana_ruksha@mail.ru
Россия, Красноярск

Т. Г. Рукша

Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, кафедра патологической физиологии

Email: tatyana_ruksha@mail.ru
Россия, Красноярск

Список литературы

  1. Achill T. M., Meye J., & Morgan J. R. 2012. Advances in the formation, use and understanding of multi-cellular spheroids. Exp. Op. Biol. Ther. V. 12. P. 1347. https://doi.org/10.1517/14712598.2012.707181
  2. Aksenenko M.B., Palkina N.V., Sergeeva O.N., Sergeeva E. Yu., Kirichenko A.K., Ruksha T.G. 2019. miR-155 overexpression is followed by downregulation of its target gene, NFE2L2, and altered pattern of VEGFA expression in the liver of melanoma B16-bearing mice at the premetastatic stage. Int. J. Exp. Pathol. V. 100. P. 311. https://doi.org/10.1111/iep.12342
  3. Azimian-Zavareh V., Dehghani-Ghobadi Z., Ebrahimi M., Mirzazadeh K., Nazarenko I., Hossein G. 2021. Wnt5A modulates integrin expression in a receptor-dependent manner in ovarian cancer cells. Sci. Rep. V. 11. P. 5885. doi: 10.1038/s41598-021-85356-6
  4. Chen G., Kawazoe N., Tateishi T. 2008. Effects of ECM proteins and cationic polymers on the adhesion and proliferation of rat islet cells. The Open Biotechnol. J. V. 2: e1874070727154. https://doi.org/10.2174/1874070700802010133
  5. Colella G., Fazioli F., Gallo M., De Chiara A., Apice G., Ruosi C., Cimmino A., De Nigris F. 2018. Sarcoma spheroids and organoids — promising tools in the era of personalized medicine. Int. J. Mol. Sci. V. 19. P. 615. https://doi.org/10.3390/ijms19020615
  6. Esimbekova A.R., Palkina N.V., Zinchenko I.S., Belenyuk V.D., Savchenko A.A., Sergeeva E.Y., Ruksha T.G. 2023. Focal adhesion alterations in G0-positivemelanoma cells. Cancer Med. V. 12. P. 7294. https://doi.org/10.1002/cam4.5510
  7. Kewitz S., Stiefel M., Kramm C.M., & Staege M.S. 2014. Impact of O6-methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT) promoter methylation and MGMT expression on dacarbazine resistance of Hodgkin’s lymphoma cells. Leukemia research. V. 38. P. 138. https://doi.org/10.1016/j.leukres.2013.11.001
  8. Komina A.V., Palkina N.V., Aksenenko M.B., Lavrentev S.N., Moshev A.V., Savchenko A.A., Averchuk A.S., Rybnikov Y.A., Ruksha T.G.2019.Semaphorin-5A downregulation is associated with enhanced migration and invasion of BRAF-positive melanoma cells under vemurafenib treatment in melanomas with heterogeneous BRAF status. Melanoma Res. V. 29. P. 544. https://doi.org/10.1097/CMR.0000000000000621
  9. Lee S. Y., Koo I. S., Hwang H. J., Lee D. W. 2023. In vitro three-dimensional (3D) cell culture tools for spheroid and organoid models. SLAS Discov. V. 29. P. 5 131. https://doi.org/10.1016/j.slasd.2023.03.006
  10. Lin T. C., Yang C. H., Cheng L. H., Chang W. T., Lin Y. R., Cheng H.C. 2019. Fibronectin in cancer: friend or foe. Cells. V. 9. P. 27. doi: 10.3390/cells9010027.
  11. Livak K. J., Schmittgen T. D. 2001. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2-ΔΔCT method. Methods. V. 25. P. 402. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262
  12. Liu Y., Sheikh M. S. 2014. Melanoma: molecular pathogenesis and therapeutic management. Mol. Cell.Pharmacol. V. 6. P. 228.
  13. Sakalem M. E., De Sibio M. T., da Costa F. A. D. S., de Oliveira M. 2021. Historical evolution of spheroids and organoids, and possibilities of use in life sciences and medicine. Biotechnol. J. V. 16: 2000463. https://doi.org/10.1002/biot.202000463
  14. Srisongkram T., Weerapreeyakul N., Thumanu K. 2020. Evaluation of melanoma (SK-MEL-2) cell growth between three-dimensional (3D) and two-dimensional (2D) cell cultures with fourier transform infrared (FTIR) microspectroscopy. Int. J. Mol. Sci. V. 21: 4141. https://doi.org/10.3390/ijms21114141
  15. Syed A. M., Kundu S., Ram C., Kulhari U., Kumar A., Mugale M. N., Murty U.S., Sahu B. D. 2022. Aloin alleviates pathological cardiac hypertrophy via modulation of the oxidative and fibrotic response. Life Sci., V. 288: 120159. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2021.120159
  16. Zanoni M., Cortesi M., Zamagni A., Arienti C., Pignatta S., Tesei A. 2020. Modeling neoplastic disease with spheroids and organoids. J. Hematol. Oncol. V. 13. P. 1. https://doi.org/10.1186/s13045-020-00931-0
  17. Zanoni M., Piccinini F., Arienti C., Zamagni A., Santi S., Polico R., Bevilacqua A., Tesei A. 2016. 3D tumor spheroid models for in vitro therapeutic screening: a systematic approach to enhance the biological relevance of data obtained. Sci. Rep. V. 6: 19103. https://doi.org/10.1038/srep19103
  18. Zhou J., Yi Q., Tang L. 2019. The roles of nuclear focal adhesion kinase (FAK) on cancer: a focused review. J. Exp. Clin. Cancer Res. V. 38. P. 250. https://doi: 10.1186/s13046-019-1265-1
  19. Wu C., Weis S. M., Cheresh D. A. 2023. Upregulation of fibronectin and its integrin receptors – an adaptation to isolation stress that facilitates tumor initiation. J. Cell Sci. V. 136: 261483. https://doi.org/10.1242/jcs.261483

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Структура сфероида (по: Zanoni et al., 2020).

Скачать (129KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сфероиды, состоящие из клеток линии BRO (а, б) и SK-MEL-2 (в, г). Ядра клеток окрашены DAPI (синий цвет), зеленый цвет (вторичные антитела) – экспрессия Ki67, иммуноцитохимия, флуоресцентная микроскопия.

Скачать (261KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение апоптотических клеток в сфероидах линий BRO (а, б) и SK-MEL-2 (в, г). Зеленый цвет (аннексин) – апоптотические клетки.

Скачать (179KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Доля Ki-67-негативных клеток в монослое (Мон) и сфероидах (Сф) клеток BRO (а) и SK-MEL-2 (б) в контроле (К, без воздействий) и после действия ДМСО и дакарбазина (Дак). Показаны средние значения (n = 3) и их стандартные отклонения; различия достоверны при: *P = 0.0092, **Р < 0.05 и ***Р = 0.0045 (критерий Манна–Уитни).

Скачать (242KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Доля апоптотических клеток в монослое и сфероидах клеток BRO (а) и SK-MEL-2 (б) в контроле (К) и после действия ДМСО и дакарбазина. Показаны средние значения (n = 3) и их стандартные отклонения; различия достоверны при: *Р = 0.0213, **Р = 0.0006 и *** Р = 0.0055 (критерий Манна–Уитни). Обозначения те же, что на рис. 4.

Скачать (232KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Интенсивность цвета при разных степенях адгезии к фибронектиновой подложке (а, чем ярче цвет, тем выше степень адгезии) и степень адгезии к фибронектиновой подложке клеток линии BRO (б) и SK-MEL-2 (в). Показаны данные для монослоя и сфероидов в контроле и после действия ДМСО и дакарбазина. Обозначения те же, что на рис. 4. Даны средние значения (n = 3) и их стандартные отклонения; различия достоверны при: *Р = 0.0495 (критерий Манна–Уитни).

Скачать (357KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Относительная экспрессии генов интегрина ITGВ 5 (а), ITGB8 (б) и ITGAV (в), в сфероидах клеточной линии BRO и SK-MEL-2 и после воздействия ДМСО и дакарбазином (ДАК). Экспрессию генов интегринов в клетках после воздействия дакарбазином оценивали относительно клеток, подвергнутых действию ДМСО. Даны средние значения (n = 3) и их стандартные отклонения; (*) – различия достоверны при P = 0.0495 (критерий Манна–Уитни).

Скачать (192KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024