Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2017. Том 62. № 6. C. 5-11

РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ

DOI: 10.12737/article_5a251c065ed543.22688556

В.Г. Шуватова, А.П. Кувырченкова, Ю.П. Сёмочкина, Е.Ю. Москалёва

РАДИОСЕНСИБИЛИЗАЦИЯ ОПУХОЛЕВЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК АДЕНОКАРЦИНОМЫ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ЧЕЛОВЕКА ЛИНИИ MCF-7 С ПОМОЩЬЮ НИКЛОЗАМИДА

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В.Г. Шуватова – инженер-исследователь; А.П. Кувырченкова – лаборант-исследователь; Ю.П. Семочкина – лаборант-исследователь; Е.Ю. Москалёва – в.н.с., д.б.н., проф.

Цель: Изучить влияние никлозамида на радиочувствительность опухолевых стволовых клеток (ОСК) аденокарциномы молочной железы человека линии MCF-7 и исследовать механизм его радиосенсибилизирующего действия.

Материал и методы: 3D-культуру маммосфер линии MCF-7 получали при культивировании прикрепляющихся клеток 2D-культуры в низкоадгезивных условиях в среде, содержащей EGF, bFGF, добавку В27, гепарин и инсулин. Через 7 и 14 сут после гамма-облучения клеток 2D- и 3D-культур в виде суспензии в дозах 1, 2, 4, 6 и 8 Гр (⁶⁰Co) исследовали размер фракции ОСК с фенотипом CD44⁺/CD24^-/low с помощью проточной цитометрии. Влияние никлозамида на радиочувствительность клеток 2D- и 3D-культур оценивали с помощью подсчета их количества в камере Горяева через 7 и 14 сут после облучения в дозах 2 или 4 Гр. Никлозамид добавляли к клеткам за 1 ч до облучения в концентрации 2 мкМ. Через 7 сут после совместного действия облучения и никлозамида исследовали размер фракции ОСК. Через 1 ч после облучения определяли уровень гистона γH2AX с помощью проточной цитометрии.

Результаты: Культивирование клеток линии MCF-7 в виде маммосфер приводит к увеличению содержания ОСК: доля ОСК в 2D-культуре составила 0,2 ± 0,1 %, а в 3D-культуре – 3,2 ± 0,6 %. При облучении размер фракции ОСК увеличивался пропорционально дозе. Через 14 сут после облучения в дозе 8 Гр он достиг 2,2 ± 0,6 % в 2D-культуре и 12,0 ± 0,9 % в 3D-культуре. Обнаружена более высокая радиоустойчивость клеток линии MCF-7, культивируемых в виде маммосфер. Через 7 и 14 сут после облучения в дозе 2 Гр количество клеток 2D-культуры снижалось до 58 ± 4 % и 43 ± 7 %, а клеток 3D-культуры – до 92 ± 13 % и 66 ± 11 % соответственно по сравнению с контролем. Через 7 и 14 сут после облучения клеток в дозах 2 и 4 Гр при их инкубации с никлозамидом обнаружено статистически значимое (р < 0,05) снижение количества клеток по сравнению с их количеством после облучения в соответствующих дозах без добавления никлозамида. Через 7 сут после облучения в дозах 2 и 4 Гр доля ОСК в культуре маммосфер составила 6,0 ± 0,6 % и 3,0 ± 0,8 %, а после инкубации с никлозамидом и облучения – 4,0 ± 0,1 % и 2,5 ± 0,3 % соответственно. В клетках 3D-культуры уровень гистона γH2AX через 1 ч после облучения в дозах 2 и 4 Гр увеличился в 2,4 и 4,8 раз относительно исходного уровня, а после совместного действия никлозамида и облучения в этих же дозах – в 3,4 и 5,5 раз, что свидетельствует об увеличении двунитевых разрывов ДНК в этих условиях.

Выводы: Никлозамид обладает радиосенсибилизирующим действием в отношении ОСК аденокарциномы молочной железы человека линии MCF-7, культивируемых в виде 2D и 3D-культур, увеличивая уровень пострадиационных повреждений ДНК.

Ключевые слова: никлозамид, γ-излучение, линия MCF-7, опухолевые стволовые клетки, аденокарцинома молочной железы человека, радиоустойчивость, радиосенсибилизация

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Li F., Tiede B., Massagué J. et al. Beyond tumorigenesis: cancer stem cells in metastasis // Cell Research. 2007. Vol. 17. P. 3–14.
2. Al-Hajj M., Wicha M.S., Benito-Hernandez A. et al. Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. Vol. 100. № 7. P. 3983–3988.
3. Visvader J.E., Lindeman G.J. Cancer stem cells in solid tumours: accumulating evidence and unresolved questions // Nat. Rev. Cancer. 2008. Vol. 8. № 10. P. 755–768.
4. Choi C.H. ABC transporters as multidrug resistance mechanisms and the development of chemosensitizers for their reversal // Cancer Cell Int. 2005. Vol. 5. P. 30–38.
5. Krause M., Dubrovska A., Linge A. et al. Cancer stem cells: Radioresistance, prediction of radiotherapy outcome and specific targets for combined treatments // Adv. Drug Deliv. Rev. 2017. Vol. 109. P. 63–73.
6. Krause M., Yaromina A., Eicheler W. et al. Cancer stem cells: targets and potential biomarkers for radiotherapy // Clin. Cancer Res. 2011. Vol. 17. № 23. P. 7224–7229.
7. Bao S., Wu Q., McLendon R.E. et al. Glioma stem cells promote radioresistance by preferential activation of the DNA damage response // Nature. 2006. Vol. 444. P. 756–760.
8. Lagadec C., Vlashi E.,Donna L.D. et al. Survival and self-renewing capacity of breast cancer initiating cells during fractionated radiation treatment // Breast Cancer Res. 2010. Vol. 12. № 1. P. R13–R20.
9. Peitzsch C., Kurth I., Kunz-Schughart L. et al. Discovery of the cancer stem cell related determinants of radioresistance // Radiother. Oncol. 2013. Vol. 108. P. 378–387.
10. Yang T., Rycaj K. Targeted therapy against cancer stem cells // Oncol. Lett., 2015. Vol. 10. № 1. P. 27–33.
11. Lamb R., Harrison H., Hulit J. et al. Mitochondria as new therapeutic targets for eradicating cancer stem cells: Quantitative proteomics and functional validation via MCT1/2 inhibition // Oncotarget. 2014. Vol. 5. № 22. P. 11029–11037.
12. You S., Li R, Park D. Disruption of STAT3 by Niclosamide reverses radioresistance of human lung cancer // Mol. Cancer Ther. 2014. Vol. 13. № 3. P. 606–616.
13. Dontu G., Abdallah W.M., Foley J.M. et al. In vitro propagation and transcriptional profiling of human mammary stem/progenitor cells // Genes Dev. 2003. Vol. 17. № 10. P. 1253–1270.
14. Wang R., Lv Q., Meng W. et al. Comparison of mammosphere formation from breast cancer cell lines and primary breast tumors // J. Thorac. Dis. 2014. Vol. 6. № 6. P. 829–837.
15. Krutzik P., Nolan G. Intracellular phosphoprotein staining techniques for flow cytometry: monitoring single cell signaling events // Cytometry. Part A. 2003. Vol. 55A. P. 61–70.
16. Phillips T.M., McBride W.H., Pajonk F. The response of
    CD24^−/low/CD44⁺ breast cancer-initiating cells to radiation // J. Natl. Cancer Inst. 2006. Vol. 98. № 24. P. 1777–1785.
17. Wang Y.C., Chao T.K., Chang C.C. et al. Drug screening identifies niclosamide as an inhibitor of breast cancer stem-like cells // PLoS One. 2013. № 8. P. e74538.
18. Khanim F.L., Merrick B.A., Giles H.V. et al. Redeployment-based drug screening identifies the anti-helminthic niclosamide as anti-myeloma therapy that also reduces free light chain production // Blood Cancer J. 2011. Vol. 1. № 10. P. e39.

Для цитирования: Шуватова В.Г., Кувырченкова А.П., Сёмочкина Ю.П., Москалёва Е.Ю. Радиосенсибилизация опухолевых стволовых клеток аденокарциномы молочной железы человека линии MCF-7 с помощью никлозамида // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2017. Т. 62. № 6. С. 5-11. DOI: 10.12737/article_5a251c065ed543.22688556

PDF (RUS) Полная версия статьи