BACKGROUND: Cellular senescence is a stress response, triggered by various stimuli such as chemotherapy treatment and causes G0/G1 cell cycle arrest followed by the production of a senescence associated secretory phenotype. p53 considered to be a modulator of these events although the precise mechanisms of it remains not clear.
AIMS: To determine the non-apoptotic functions of the p53 protein — the formation of the senescence associated secretory phenotype phenotype of melanoma cells under the treatment of the cytostatic agent dacarbazine.
MATERIALS AND METHODS: The study was conducted on BRO and SK-MEL-2 skin melanoma cell lines. Melanoma cells were were treated by cytostatic agent dacarbazine. Then immunocytochemical study was performed to determine the proportion of G0-positive cells and the expression of the tumor suppressor protein p53. A bioinformatic analysis was accomplished to identify for p53 regulators with determining of miR-155-5p levels in exosomes released by dacarbazine-treated melanoma cells.
RESULTS: The cytostatic drug dacarbazine increases the proportion of cells residing in the G0 phase of the cell cycle. Onco-microRNA miR-155-5p was expressed in the exosomes of the two studied cell lines BRO and SK-MEL-2 of skin melanoma. Changes in the expression level of p53 correlate with changes in miR-155-5p microRNA expression. The absence of changes in p53 expression in BRO melanoma cells may be due to the absence of changes in miR-155-5p expression levels. In the BRO cell line, no changes in the expression of the oncosuppressor p53 were observed with an increased percentage of G0-positive cells, which may be associated with the activation of other mechanisms of cell cycle arrest in the G0/G1 phase.
CONCLUSIONS: Heterogeneous effect of the cytostatic agent dacarbazine on melanoma cells was revealed. For the SK-MEL-2 cell line, dacarbazine induces the release of senescence associated secretory phenotype by inhibiting exosomal production of miR-155-5p, which activates the p53 oncosuppressor, which was not observed in the BRO line.
Обоснование. Процесс старения клеток представляет собой реакцию на стресс, возникающую, например, в результате воздействия химиотерапевтическими препаратами, которая вызывает остановку клеточного цикла в фазе G0/G1 и индуцирует многочисленные изменения, в том числе продукцию секреторного фенотипа, ассоциированного со старением. Известны индукторы таких изменений, одним из которых является онкосупрессор p53, однако механизмы реализации данных процессов остаются не до конца изученными.
Цель. Определить механизмы реализации неапоптотических функций белка p53 при воздействии цитостатическим агентом дакарбазином на клетки меланомы.
Материалы и методы. Исследование проводили на клеточных линиях меланомы кожи BRO и SK-MEL-2. Клетки меланомы инкубировали с цитостатическим препаратом дакарбазином, после чего выполняли иммуноцитохимическое исследование для определения доли G0-положительных клеток и уровня экспрессии белка опухолевого супрессора p53. Для выявления механизмов регуляции активности p53 были выполнены биоинформатический анализ и оценка уровня экспрессии экзосомальной микроРНК miR-155-5p, геном-мишенью которой является p53.
Результаты. Цитостатический препарат дакарбазин увеличивает долю клеток, находящихся в G0-фазе клеточного цикла. Онко-микроРНК miR-155-5p экспрессировалась в экзосомах двух исследуемых клеточных линий меланомы BRO и SK-MEL-2, что подтверждает её наличие в экзосомах, высвобождаемых опухолевыми клетками. Изменения уровня экспрессии p53 коррелируют с изменениями экспрессии miR-155-5p: не было выявлено изменений уровня miR-155-5p и её гена-мишени р53 в BRO, а повышение доли G0-положительных клеток может быть связано с активацией других механизмов ареста клеточного цикла в фазе G0/G1. Напротив, в SK-MEL-2 повышение уровня р53 происходило на фоне снижения экспрессии miR-155-5p, что косвенно подтверждает функционирование р53 в качестве гена-мишени данной микроРНК.
Заключение. Выявлено разнородное влияние цитостатического препарата дакарбазина на биологическое поведение клеток меланомы. В клетках SK-MEL-2 дакарбазин ингибирует miR-155-5p, что активирует онкосупрессор p53, чего не наблюдалось в линии BRO.