Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Том 69. № 4

DOI:10.33266/1024-6177-2024-69-4-20-24

Д.В. Молодцова, Н.Ю. Воробьева, Л.И. Яшкина, Т.M. Трубченкова,
Д.В. Гурьев, А.Н. Осипов

ПОВЫШЕННАЯ РАДИОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ КЛЕТОК
НЕМЕЛКОКЛЕТОЧНОГО РАКА ЛЕГКОГО ЧЕЛОВЕКА
ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЦИСПЛАТИНА

Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва

Контактное лицо: Дарья Викторовна Молодцова, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

РЕФЕРАТ

Цель: Оценка радиочувствительности клеток немелкоклеточного рака легкого человека (НМРЛ), выживших и давших устойчивый рост после воздействия цисплатина.

Материал и методы: В работе использовали клеточную линию НМРЛ А549, которую подвергали четырехкратному воздействию цисплатина в концентрации 2,5 мкг/мл для получения клеточной популяции, выживающей и дающей устойчивый рост после воздействия цисплатина, далее клетки А549Pt. Облучение клеток проводили на рентгеновской биологической установке РУБ РУСТ-М1 (Россия) при мощности дозы 0,85 Гр/мин. Оценку клеточной гибели проводили с помощью проточной цитометрии. Для анализа эффективности репарации ДНК от двунитевых разрывов (ДР) использовали количественную оценку фокусов белков-маркеров ДР ДНК γН2АХ и 53ВР1.

Результаты: Выжившие и давшие устойчивый рост после воздействия цисплатина клетки НМРЛ A549Pt характеризуется пониженной активацией апоптоза и образованием меньшего количества 53BP1 в ответ на дополнительное воздействие цисплатина по сравнению с исходными клетками A549. A549Pt также проявляют резистентность к воздействию рентгеновского излучения, проявляющуюся в снижении количественного выхода фокусов белков-маркеров ДР ДНК γН2АХ и 53ВР1. 

Заключение: Выявленная в ходе работы резистентность клеток A549Pt к воздействию ионизирующего излучения может существенно снижать эффективность неоадъювантной химиолучевой терапии злокачественных новообразований. Необходимы дальнейшие исследования по выявлению детальных клеточно-молекулярных механизмов приобретённой в ходе химиотерапии устойчивости выживших клеток к лучевой терапии. В будущем это позволит увеличить эффективность лечения злокачественных новообразований и избежать рецидивов.

Ключевые слова: γH2AX, 53BP1, радиорезистентность, остаточные фокусы, двунитевые разрывы ДНК, рентгеновское излучение, цисплатин

Для цитирования: Д.В. Молодцова, Н.Ю. Воробьева, Л.И. Яшкина, Т.M. Трубченкова, Д.В. Гурьев, Осипов А.Н. Повышенная радиорезистентность клеток немелкоклеточного рака легкого человека после воздействия цисплатина // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Т. 69. № 4. С. 20–24. DOI:10.33266/1024-6177-2024-69-4-20-24

Список литературы

1. Molodtsova D., Guryev D.V., Osipov A.N. Composition of Conditioned Media from Radioresistant and Chemoresistant Cancer Cells Reveals miRNA and Other Secretory Factors Implicated in the Development of Resistance. International journal of molecular sciences. 2023;24;22. doi: 10.3390/ijms242216498.

2. Alhaddad L., Osipov A.N., Leonov S. The Molecular and Cellular Strategies of Glioblastoma and Non-Small-Cell Lung Cancer Cells Conferring Radioresistance. International journal of Molecular Sciences. 2022;23;21. doi: 10.3390/ijms232113577.

3. Leonov S., Inyang O., Achkasov K., Bogdan E., Kontareva E., Chen Y., et al. Proteomic Markers for Mechanobiological Properties of Metastatic Cancer Cells. International journal of Molecular Sciences. 2023;24;5. doi: 10.3390/ijms24054773.

4. Pustovalova M., Alhaddad L., Blokhina T., Smetanina N., Chigasova A., Chuprov-Netochin R., et al. The CD44high Subpopulation of Multifraction Irradiation-Surviving NSCLC Cells Exhibits Partial EMT-Program Activation and DNA Damage Response Depending on Their p53 Status. International journal of Molecular Sciences. 2021;22;5. doi: 10.3390/ijms22052369.

5. Twentyman P.R., Wright K.A., Rhodes T. Radiation Response of Human Lung Cancer Cells with Inherent and Acquired Resistance to Cisplatin. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 1991;20;2:217-220. doi: 10.1016/0360-3016(91)90093-j.

6. Britten R.A., Peacock J., Warenius H.M. Collateral Resistance to Photon and Neutron Irradiation Is Associated with Acquired Cis-Platinum Resistance in Human Ovarian Tumour Cells. Radiotherapy and Oncology. 1992;23;3:170-5. doi: 10.1016/0167-8140(92)90327-q.

7. Groen H.J.M., Sleijfer S., Meijer C., Kampinga H.H., Konings A.W.T., De Vries E.G.E., et al. Carboplatin- and Cisplatin-Induced Potentiation of Moderate-Dose Radiation Cytotoxicity in Human Lung Cancer Cell Lines. British Journal of Cancer. 1995;726:1406-11. doi: 10.1038/bjc.1995.522.

8. Wilkins D.E., Ng C.E., Raaphorst G.P. Cisplatin and Low Dose Rate Irradiation in Cisplatin Resistant and Sensitive Human Glioma Cells. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 1996;36;1:105-11. doi: 10.1016/s0360-3016(96)00243-x.

9. Raaphorst G.P. Concomitant Low Dose-Rate Irradiation and Cis Platin Treatment in Ovarian Carcinoma Cell Lines Sensitive and Resistant to Cis Platin Treatment. International Journal of Radiation Biology. 2009;69;5:623-631. doi: 10.1080/095530096145634.

10. Leblanc J.M., Raaphorst G.P. Evaluation of Cisplatin Treatment Given Concurrently with Pulsed Irradiation in Cisplatin Sensitive and Resistant Human Ovarian Carcinoma Cell Lines. International Journal of Radiation Biology. 2009;81;6:429-435. doi: 10.1080/09553000500141447.

11. Britten R.A., Warenius H.M., White R., Peacock J. BSO-Induced Reduction of Glutathione Levels Increases the Cellular Radiosensitivity of Drug-Resistant Human Tumor Cells. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 1992;22;4:769-72. doi: 10.1016/0360-3016(92)90521-i.

12. Osipov A., Chigasova A., Yashkina E., Ignatov M., Fedotov Y., Molodtsova D., et al. Residual Foci of DNA Damage Response Proteins in Relation to Cellular Senescence and Autophagy in X-Ray Irradiated Fibroblasts. Cells. 2023;12;8. doi: 10.3390/cells12081209.

13. Vorobyeva N.Y., Babayan N.S., Grigoryan B.A., Sargsyan A.A., Khondkaryan L.G., Apresyan L.S., et al. Increased Yield of Residual Gammah2ax Foci in p53-Deficient Human Lung Carcinoma Cells Exposed to Subpicosecond Beams of Accelerated Electrons. Bull Exp Biol Med. 2022;172;6:756-759. doi: 10.1007/s10517-022-05472-9.

14. Babayan N.S., Guryev D.V., Vorobyeva N.Y., Grigoryan B.A., Tadevosyan G.L., Apresyan L.S., et al. Colony-Forming Ability and Residual Foci of DNA Repair Proteins in Human Lung Fibroblasts Irradiated with Subpicosecond Beams of Accelerated Electrons. Bull Exp Biol Med. 2021;172;1:22-5. doi: 10.1007/s10517-021-05323-z.

15. Rajkumar P. Cisplatin Concentrations in Long and Short Duration Infusion: Implications for the Optimal Time of Radiation Delivery. Journal of Clinical and Diagnostic Research. 2016. doi: 10.7860/jcdr/2016/18181.8126.

16. Alhaddad L., Chuprov-Netochin R., Pustovalova M., Osipov A.N., Leonov S. Polyploid/Multinucleated Giant and Slow-Cycling Cancer Cell Enrichment in Response to X-ray Irradiation of Human Glioblastoma Multiforme Cells Differing in Radioresistance and TP53/PTEN Status. International Journal of Molecular Sciences. 2023;24;2. doi: 10.3390/ijms24021228.

17. Pustovalova M., Blokhina T., Alhaddad L., Chigasova A., Chuprov-Netochin R., Veviorskiy A., et al. CD44+ and CD133+ Non-Small Cell Lung Cancer Cells Exhibit DNA Damage Response Pathways and Dormant Polyploid Giant Cancer Cell Enrichment Relating to Their p53 Status. International Journal of Molecular Sciences. 2022;23;9:4922. doi: 10.3390/ijms23094922.

18. Pustovalova M., Alhaddad L., Smetanina N., Chigasova A., Blokhina T., Chuprov-Netochin R., et al. The p53-53BP1-Related Survival of A549 and H1299 Human Lung Cancer Cells after Multifractionated Radiotherapy Demonstrated Different Response to Additional Acute X-ray Exposure. Int J Mol Sci. 2020;21;9. doi: 10.3390/ijms21093342.

19. Fujisawa S., Romin Y., Barlas A., Petrovic L.M., Turkekul M., Fan N., et al. Evaluation of YO-PRO-1 as an Early Marker of Apoptosis Following Radiofrequency Ablation of Colon Cancer Liver Metastases. Cytotechnology. 2014;66;2:259-273. doi: 10.1007/s10616-013-9565-3.

20. Osipov A.N., Pustovalova M., Grekhova A., Eremin P., Vorobyova N., Pulin A., et al. Low Doses of X-Rays Induce Prolonged and ATM-Independent Persistence of γH2AX foci in Human Gingival Mesenchymal Stem Cells. Oncotarget. 2015;6;29:27275-27287. doi: 10.18632/oncotarget.4739.

21. Osipov A., Chigasova A., Yashkina E., Ignatov M., Fedotov Y., Molodtsova D., et al. Residual Foci of DNA Damage Response Proteins in Relation to Cellular Senescence and Autophagy in X-Ray Irradiated Fibroblasts. Cells. 2023;12;8:1209. doi: 10.3390/cells12081209.

22. Raaphorst G.P., Wilkins D.E., Mao J.P., Miao J.C., Ng C.E. Evaluation of Cross-Resistance between Responses to Cisplatin, Hyperthermia, and Radiation in Human Glioma Cells and Eight Clones Selected for Cisplatin Resistance. Radiation Oncology Investigations. 1999;7;3:153-157. doi: 10.1002/(sici)1520-6823(1999)7:3<153::Aid-roi3>3.0.Co;2-t.

23. Rocha C.R.R., Silva M.M., Quinet A., Cabral-Neto J.B., Menck C.F.M. DNA Repair Pathways and Cisplatin Resistance: an Intimate Relationship. Clinics. 2018;73:e478s. doi: 10.6061/clinics/2018/e478s.

 PDF (RUS) Полная версия статьи

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Исследования выполнены при поддержке Госзадания на НИР шифр «Сигнал» (№ регистрации в системе ЕГИСУ НИОКТР: 123011200048-4).

Участие авторов. Написание статьи: Д.В. Молодцова, А.Н. Осипов; Планирование экспериментов: Д.В. Молодцова, Н.Ю. Воробьева, А.Н. Осипов,
Д.В. Гурьев; Выполнение экспериментов: Д.В. Молодцова, Н.Ю. Воробьева, Л.И. Яшкина, Т.M. Блохина; Визуализация: А.Н. Осипов .

Поступила: 20.03.2024. Принята к публикации: 25.04.2024.