Влияние гиалуроновой кислоты на лекарственную устойчивость 3D in vitro моделей опухолей головного мозга

Обоснование. Одной из ключевых проблем терапии опухолей головного мозга является развитие лекарственной устойчивости, проявляющейся во время лечения, что значительно снижает эффективность стандартных методов химиотерапии. Трёхмерные клеточные модели являются мощным инструментом экспериментальной онкологии, позволяя изучать механизмы реализации лекарственной устойчивости опухолевых клеток, в том числе вклад сигнальных путей, активируемых молекулами внеклеточного матрикса.

Цель. Оценить влияние гиалуроновой кислоты на устойчивость 3D in vitro моделей опухолей головного мозга к доксорубицину.

Материалы и методы. 2D-монослойные культуры получали из перевиваемых штаммов опухолей головного мозга лабораторных животных, хранящихся в уникальной коллекции НИИ морфологии человека имени академика А.П. Авцына ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского». Формирование 3D-сфероидов проводили в условиях ультранизкой адгезии в присутствии гиалуроновой кислоты или без неё. Цитотоксичность доксорубицина определяли с использованием теста ССК-8. Эффективность эффлюкса доксорубицина и уровень продукции белка CD44 определяли с помощью флуориметрии, долю CD44+ клеток — с помощью проточной цитометрии. Оценку экспрессии генов, связанных с лекарственной устойчивостью, проводили методом полимеразной цепной реакции в реальном времени.

Результаты. Значения IC50 доксорубицина составили 180 нМ для 2D-модели олигодендроглиомы 51/7, 280 нМ для глиобластомы 14-60-4, 500 нМ для астроцитомы 10-17-2 и 2750 нМ для невриномы НГУК2. Доксорубицин в концентрации IC50, определённой для 2D-моделей, не оказывал значимого влияния на жизнеспособность клеток в составе сфероидов, но повышение его концентрации в 4 раза приводило к проявлению цитотоксического эффекта, при этом его выраженность зависела от степени компактизации сфероидов. Гиалуроновая кислота дозозависимо повышала устойчивость 3D-моделей опухолей головного мозга к доксорубицину за счёт активации рецептора CD44, более эффективному эффлюксу препарата из клеток, обеспеченному изменением экспрессии генов ABC-транспортёров (Abcb1, Abcg2, Abcc1), а также генов, связанных с репарацией ДНК (Mgmt, Top2a).

Заключение. Полученные данные расширяют понимание роли гиалуроновой кислоты и рецептора CD44 в формировании лекарственной устойчивости опухолей головного мозга, что позволяет создавать более релевантные in vitro модели. Результаты исследования имеют практическое значение для разработки стратегий преодоления лекарственной резистентности, включая таргетное ингибирование ABC-транспортёров или блокаду взаимодействия гиалуроновой кислоты и её рецептора CD44.