Сравнительная оценка противоопухолевой активности метионин-γ-лиазы на 2D- и 3D- in vitro моделях опухолей человекака

Обоснование. Многообещающие результаты скрининга противоопухолевых препаратов на монослойных культурах зачастую плохо воспроизводятся на моделях in vivo. Использование для оценки противоопухолевой активности клинически релевантных трёхмерных in vitro моделей опухолей человека, таких как сфероиды, — более надёжная платформа для тестирования лекарств. Это особенно важно для препаратов, действие которых направлено на клеточный метаболизм.

Цель. Сравнительное исследование противоопухолевой активности метионин-γ-лиазы (МГЛ) на 2D- и 3D-моделях опухолей человека.

Материалы и методы. Для оценки цитотоксичности МГЛ использовали клеточную культуру фибробластов человека и опухолевые клеточные линии рака молочной железы человека MCF7, колоректального рака HCT-116, рака поджелудочной железы человека PANC-1, рака печени Huh7, рака предстательной железы человека LNCaP. Для фабрикации сфероидов применяли культуральные планшеты с низкоадгезивным покрытием. Оценку выживаемости клеток проводили с помощью резазуринового теста.

Результаты. На модели сфероидов выживаемость клеток после 72-часовой обработки МГЛ выше, чем на модели монослойной культуры во всех протестированных клеточных культурах. Самой низкой чувствительностью к воздействию МГЛ обладали фибробласты как в 2D-, так и в 3D-модели культивирования: IC₅₀=2,2 и 9,1 ME/мл соответственно. Самая высокая чувствительность к МГЛ на 2D- и 3D-модели выявлена у быстро пролиферирующих клеток PANC-1 и HCT-116: IC₅₀=0,23 и 1,5 МЕ/мл; IC₅₀=0,83 и 1,43 МЕ/мл соответственно.

Заключение. Влияние МГЛ на выживаемость клеток в сфероидах менее выражено, чем в монослое. Выживаемость клеток в сфероидах под воздействием МГЛ не зависит от размера и скорости роста сфероидов. Несмотря на то, что максимальный цитотоксический эффект на сфероидах получен на быстро растущей модели рака толстой кишки HCT-116, а самый низкий — на модели медленно делящихся фибробластов, на других типах клеток эта зависимость не так очевидна. В целом модель сфероидов показала свою полезность для тестирования специфической активности ферментативных противоопухолевых препаратов, так как позволяет избежать гиперчувствительности, характерной для монослойных моделей рака.