PC Kz — новая модель рака предстательной железы человека in vitro и in vivo

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Доклинические исследования противоопухолевой активности новых агентов невозможны без использования релевантных in vitro и in vivo модельных систем. Процесс создания опухолевых моделей методически сложен и имеет ряд недостатков. Среди опухолевых моделей рака предстательной железы наиболее доступными являются 2D культуры (DU145, 22Rv1, PC3, LNCaP, VCaP), их ксенографты у иммунодефицитных мышей и модели ксенографтов, полученные от пациентов. Однако панель экспериментальных моделей не совершенна и требует дальнейшего расширения.

Цель — создание новой доклинической модели рака предстательной железы, характеризация полученной модели (морфология, туморогенность, кинетика роста in vivo, верификация статуса экспрессии простат-специфического мембранного антигена, продукция тестостерона, чувствительность к ингибиторам CYP17A1), а также наработка резистентности к стероидному ингибитору CYP17A1 — абиратерону.

Методы. Экспрессию CYP17A1 в культуре клеток PC Kz оценивали методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией. Определение уровня тестостерона проводили методом иммуноферментного анализа. Оценку чувствительности к противоопухолевым агентам изучали методом МТТ-теста. Оценку туморогенности — трансплантацией культуры клеток PC Kz мышам линии Balb/c nude. Оценку уровня экспрессии простат-специфического мембранного антигена у полученной культуры клеток проводили при помощи метода непрямой реакции поверхностной иммунофлуоресценции.

Результаты. Полученная культура клеток PC Kz характеризуется высоким уровнем экспрессии матричной РНК CYP17А1, сопоставимым с таковым у коммерческой культуры 22Rv1. Иммунофенотипический анализ показал отрицательный статус экспрессии простат-специфического мембранного антигена. Было выявлено достоверное снижение уровня тестостерона in vitro на 18%, по сравнению со значением в контроле. Предположительно, данный эффект ассоциирован с подавлением экспрессии гена CYP17A1.

Изучаемая культура клеток PC Kz является туморогенной у мышей линии Balb/c nude (100% прививаемость была выявлена при первом пассаже в прививочной дозе 107 клеток/мышь). Патоморфологическое исследование структур полученных подкожных ксенографтов PC Kz верифицировало идентичность гистологической картине рака предстательной железы человека. Кроме того, в работе удалось получить культуру клеток PC Kz/AA, резистентную к абиратерону, индекс резистентности составил 3,4.

Заключение. Описанная в статье культура PC Kz была адаптирована к росту in vitro и in vivo и охарактеризована по основным биологическим параметрам. Она может быть рекомендована как адекватная тест-система в рамках доклинического изучения новых противоопухолевых средств терапии рака предстательной железы человека.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Дарина Вадимовна Соколова

Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина; Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы; Научно-технологический университет «Сириус»

Email: v.pokrovsky@ronc.ru
ORCID iD: 0000-0003-3972-2425
SPIN-код: 2960-4800

кандидат биологических наук

Россия, 115478, Москва, Каширское ш., д. 24; Москва; Сочи

Ирина Игоревна Хан

Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина; Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Email: irinchek05@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2948-0872
SPIN-код: 6826-7694

кандидат биологических наук

Россия, 115478, Москва, Каширское ш., д. 24; Москва

Дмитрий Дмитриевич Жданов

Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича; Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Email: zhdanovdd@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4753-7588
SPIN-код: 3845-2544

доктор биологических наук

Россия, Москва; Москва

Елена Александровна Демидова

Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина

Email: badjito@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6511-3423
Россия, 115478, Москва, Каширское ш., д. 24

Валерий Олегович Кривченко

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: krivchenko.vo@phystech.edu
ORCID iD: 0009-0000-0807-1418
SPIN-код: 6971-4087
Россия, Москва

Чингис Айдосов

Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Email: aidossovchina@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-0034-8731
Россия, Москва

Вадим Сергеевич Покровский

Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина; Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы; Научно-технологический университет «Сириус»

Автор, ответственный за переписку.
Email: v.pokrovsky@ronc.ru
ORCID iD: 0000-0003-4006-9320
SPIN-код: 4552-1226

доктор медицинских наук, доцент

Россия, 115478, Москва, Каширское ш., д. 24; Москва; Сочи

Список литературы

  1. Yoshida G.J. Applications of patient-derived tumor xenograft models and tumor organoids // Journal of Hematology & Oncology. 2020. Vol. 13, N 1. doi: 10.1186/s13045-019-0829-z
  2. Li Z., Bishop A.C., Alyamani M., et al. Conversion of abiraterone to D4A drives anti-tumour activity in prostate cancer // Nature. 2015. Vol. 523, N 7560. P. 347–351. doi: 10.1038/nature14406
  3. Jorda R., Řezníčková E., Kiełczewska U., et al. Synthesis of novel galeterone derivatives and evaluation of their in vitro activity against prostate cancer cell lines // European Journal of Medicinal Chemistry. 2019. Vol. 179. P. 483–492. doi: 10.1016/j.ejmech.2019.06.040
  4. Norris J.D., Ellison S.J., Baker J.G., et al. Androgen receptor antagonism drives cytochrome P450 17A1 inhibitor efficacy in prostate cancer // The Journal of Clinical Investigation. 2017. Vol. 127, N 6. P. 2326–2338. doi: 10.1172/jci87328
  5. Oksala R., Moilanen A., Riikonen R., et al. Discovery and development of ODM-204: A Novel nonsteroidal compound for the treatment of castration-resistant prostate cancer by blocking the androgen receptor and inhibiting CYP17A1 // The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. 2019. Vol. 192. P. 105115. doi: 10.1016/j.jsbmb.2018.02.004
  6. Kwegyir-Afful A.K., Ramalingam S., Ramamurthy V.P., et al. Galeterone and The Next Generation Galeterone Analogs, VNPP414 and VNPP433-3β Exert Potent Therapeutic Effects in Castration-/Drug-Resistant Prostate Cancer Preclinical Models In Vitro and In Vivo // Cancers. 2019. Vol. 11, N 11. P. 1637. doi: 10.3390/cancers11111637
  7. Peehl D.M., Badea C.T., Chenevert T.L., et al. Animal Models and Their Role in Imaging-Assisted Co-Clinical Trials // Tomography. 2023. Vol. 9, N 2. P. 657–680. doi: 10.3390/tomography9020053
  8. Chhikara B.S., Parang K. Global cancer statistics 2022: the trends projection analysis // Chemical Biology Letters. 2023. Vol. 10, N 1. P. 451.
  9. Hirata E., Sahai E. Tumor Microenvironment and Differential Responses to Therapy // Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 2017. Vol. 7, N 7. P. a026781. doi: 10.1101/cshperspect.a026781
  10. Межевова И.В., Ситковская А.О., Кит О.И. Первичные культуры опухолевых клеток: современные методы получения и поддержания in vitro // Южно-Российский онкологический журнал. 2020. Т. 1, № 3, C. 36–49. doi: 10.37748/2687-0533-2020-1-3-4
  11. Chen C., Lin W., Huang Y., et al. The Essential Factors of Establishing Patient-derived Tumor Model // Journal of Cancer. 2021. Vol. 12, N 1. P. 28–37. doi: 10.7150/jca.51749
  12. Jung J., Seol H.S., Chang S. The Generation and Application of Patient-Derived Xenograft Model for Cancer Research // Cancer Research and Treatment. 2018. Vol. 50, N 1. P. 1–10. doi: 10.4143/crt.2017.307
  13. Caspar A., Mostertz J., Leymann M., et al. In Vitro Cultivation of Primary Prostate Cancer Cells Alters the Molecular Biomarker Pattern // In vivo. 2016. Vol. 30, N 5. P. 573–579.
  14. Фрешни Р.Я. Культура животных клеток. Практическое руководство. Москва : Лаборатория знаний, 2018.
  15. Russell P.J., Kingsley E.A. Human Prostate Cancer Cell Lines. In: Russel P.J., Jackson P., Kingsley E.A., editors. Prostate Cancer. Methods and Protocols. Totowa, NJ : Springer, 2003. P. 21–39. doi: 10.1385/1-59259-372-0:21
  16. Navone N.M., Olive M., Troncoso P. Isolation and culture of prostate cancer cell lines. In: Langdon S.P., editor. Cancer Cell Culture. Methods and Protocols. Totowa, NJ : Humana Press, 2004. P. 121–132. doi: 10.1385/1592594069
  17. Peehl D.M. Primary cell cultures as models of prostate cancer development // Endocrine-Related Cancer. 2005. Vol. 12, N 1. P. 19–47.
  18. Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays // Journal of immunological methods. 1983. Vol. 65, N 1-2. P. 55–63. doi: 10.1016/0022-1759(83)90303-4
  19. Giatromanolaki A., Fasoulaki V., Kalamida D., et al. CYP17A1 and Androgen-Receptor Expression in Prostate Carcinoma Tissues and Cancer Cell Lines // Current Urology. 2019. Vol. 13, N 3. P. 157–165. doi: 10.1159/000499276
  20. Merhi Z., Buyuk E., Cipolla M.J. Advanced glycation end products alter steroidogenic gene expression by granulosa cells: an effect partially reversible by vitamin D // Molecular human reproduction. 2018. Vol. 24, N 6. P. 318–326. doi: 10.1093/molehr/gay014
  21. Sramkoski R.M., Pretlow T.G., Giaconia J.M., et al. A new human prostate carcinoma cell line, 22Rv1 // In Vitro Cellular & Developmental Biology — Animal. 1999. Vol. 35, N 7. P. 403–409. doi: 10.1007/s11626-999-0115-4
  22. Centenera M.M., Vincent A.D., Moldovan M., et al. Harvesting the heterogeneity of prostate cancer for target discovery using patient-derived explants // Cancers. 2022. Vol. 14, N 7. P. 1708. doi: 10.3390/cancers14071708
  23. Межевова И.В., Шамова Т.В., Ситковская А.О., и др. Опыт создания первичной культуры рака предстательной железы in vitro // Современные проблемы науки и образования. 2020. № 5. С. 26. doi: 10.17513/spno.30110
  24. Holmberg A.R., Marques M., Lennartsson L., Meurling L., Nilsson S. Synthesis and binding of a novel PSMA-specific conjugate // Anticancer Research. 2018. Vol. 38, N 3. P. 1531–1537. doi: 10.21873/anticanres.12381
  25. Chen Z., Liu L., Xi X., et al. Aberrant H19 Expression Disrupts Ovarian Cyp17 and Testosterone Production and Is Associated with Polycystic Ovary Syndrome in Women // Reproductive Sciences. 2022. Vol. 29, N 4. P. 1357–1367. doi: 10.1007/s43032-021-00700-5
  26. Прилепская Е.А., Ковылина М.В., Говоров А.В., и др. Гистологические особенности рака предстательной железы // Экспериментальная и клиническая урология. 2016. № 4. С. 56–58.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Химические формулы используемых в исследовании противоопухолевых агентов: a — алсевирон*; b — абиратерон.

Скачать (117KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Культура клеток рака предстательной железы PC Kz: a — адгезия клеток, полученных механическим и ферментативным методом дезагрегации резецированной ткани, увеличение ×50; b — общий вид эксплантата с мигрировавшими из него опухолевыми клетками, увеличение ×50; c — радиальная миграция опухолевых клеток из эксплантата, увеличение ×100; d — морфология клеток, увеличение ×200; e — контаминация культуры фибробластами, увеличение ×200.

Скачать (351KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Длительность пассажей (с 1-го по 10-й) до достижения культурой PC Kz 100% конфлюэнтности.

Скачать (70KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Мышь линии Balb/c nude с ксенографтом линии PC Kz (1-й пассаж, 42-е сутки после имплантации).

Скачать (350KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Динамика роста 1-го пассажа подкожных ксенографтов первичной культуры рака предстательной железы PC Kz, 22Rv1 и DU145 у мышей линии Balb/c nude.

Скачать (136KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Гистологическая картина подкожного ксенографта PC Kz у бестимусной мыши линии Balb/c nude, окраска гематоксилин: a — клеточный детрит в паренхиме опухоли, ×400; b — утолщённая часть соединительнотканной капсулы с кровеносными сосудами, ×200; c — общая морфологическая картина паренхимы опухоли: 1 — скопление макрофагов, 2 — кровеносный сосуд, 3 — митотически активная клетка, 4 — фибробласт (×400); d — сформированные гнёздные структуры (в кружке), ×400.

Скачать (411KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Нормированная к референсному гену 18S экспрессия CYP17A1 в клетках PC Kz, в сравнении с коммерческими культурами рака предстательной железы.

Скачать (75KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Иммунофенотипический анализ культуры PC Kz; по оси абсцисс — интенсивность флуоресценции, по оси ординат — количество клеток. Маркёр установлен по изотипическому контролю.

Скачать (89KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Длительности пассажей до достижения 100% конфлюэнтности после добавления абиратерона в среду культивирования клеток линии PC Kz.

Скачать (70KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Влияние тестируемых препаратов на пролиферативную активность нативной PC Kz и резистентной к абиратерону культуры PC Kz/AA: a — абиратерон; b — алсевирон*; c — паклитаксел (Таксол®); d — цисплатин; e — доксорубицин.

Скачать (357KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2023


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 - 86496 от 11.12.2023 г. 
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 80673 от 23.03.2021 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах