Влияние высокомолекулярной гиалуроновой кислоты на популяцию стволовых клеток рака молочной железы линии MCF-7
pdf

Ключевые слова

гиалуроновая кислота
рак молочной железы
MCF-7
опухолевые стволовые клетки
МТТ-тест
проточная цитометрия
иммунофенотипирование

Аннотация

   В последние годы накапливается всё больше данных о высокой радио- и химиорезистентности опухолевых стволовых клеток (ОСК), подтверждающих предположение о важной роли этих клеток в рецидивировании опухолевого процесса у части онкологических больных. Поэтому значительный интерес представляет выяснение закономерностей и механизмов формирования пула ОСК при воздействии различных факторов, включая один из основных компонентов внеклеточного матрикса - гиалуроновую кислоту (ГК). Цель исследования - выяснение эффектов действия ГК с молекулярным весом (1-3)х106 Да на количество ОСК в стабильной культуре рака молочной железы линии MCF-7. Материал и методы. С помощью МТТ-теста определяли жизнеспособность опухолевых клеток после инкубации с ГК в концентрации 0,3-5,0 мг/мл in vitro. C помощью проточной цитометрии оценивали изменение относительного и абсолютного количества ОСК под влиянием ГК (0,6 мг/мл). ОСК выявляли по иммунофенотипу CD44+CD24-/low, а также по способности эффективно откачивать из клеток флуоресцентный краситель Хёхст33342 и формировать так называемую боковую популяцию (side population - SP). Результаты. Жизнеспособность опухолевых клеток в общей популяции снижалась с повышением концентрации ГК (R=-0,94, p=0,006). При этом инкубация клеток с ГК приводила к повышению как относительного, так и абсолютного количества ОСК, идентифицированных с помощью обоих методов, по сравнению с контролем.  Так, относительное количество клеток SP увеличивалось в 2,0 раза (р=0,002),  CD44+CD24-/low клеток – в 6,1 раза (р=0,005). Абсолютное количество указанных клеток изменялось в меньшей степени по сравнению с контролем: увеличение составило 1,6 (р=0,004) и 2,9 раз (р=0,02), соответственно. Заключение. Воздействие высокомолекулярной ГК на клетки рака молочной железы линии MCF-7 приводит к повышению количества ОСК, в то время как жизнеспособность не стволовых опухолевых клеток, составляющих подавляющее большинство в общей популяции, снижается.
https://doi.org/10.37469/0507-3758-2021-67-2-293-299
pdf

Библиографические ссылки

Olmeda F., Ben Amar M. Clonal pattern dynamics in tumor: the concept of cancer stem cells. Sci Rep. 2019; 9(1):15607. doi:10.1038/s41598-019-51575-1.

Desai A., Yan Y., Gerson L.S. Concise reviews: cancer stem cell targeted therapies: toward clinical success. Stem cells Translational Medicine. 2019;8:75-81. doi: 10.1002/sctm.18-0123.

Матчук О.Н., Замулаева И.А. Количественные изменения популяции стволовых клеток рака шейки матки линии Hela под влиянием фракционированного γ-облучения in vitro. Радиация и риск. 2019;28(2):112-123. doi: 10.21870/0131-3878-2019-28-2-112-123 [Matchuk O.N., Zamulaeva I.A. Quantitative changes in the stem cell population of cervical cancer cell line HeLa under the influence of fractionated -irradiation in vitro. Radiation and risk. 2019;28(2):112-123. doi: 10.21870/0131-3878-2019-28-2-112-123 (In Russ.)].

Замулаева И.А., Матчук О.Н., Селиванова Е.И. и др. Увеличение количества опухолевых стволовых клеток под воздействием редкоионизирующего излучения. Радиационная биология. Радиоэкология. 2014;54(3):256-64. doi: 10.7868/S0869803114030187 [Zamulaeva I.A., Matchuk O.N., Selivanova E.I. et al. Increase in the number of cancer stem cells after exposure to low-LET radiation. Radiats Biol Radioecol. 2014;54(3):256-64. doi: 10.7868/S0869803114030187 (In Russ.)].

Peitzch C., Kurth I., Ebert N. et al. Cancer stem cells in radiation response: current views and future perspectives in radiation oncology. Int J Radiat Biol. 2019;95(7):900-911. doi: 10.1080/09553002.2019.1589023.

Nunes T., Hamdan D., Leboeuf C. et al. Targeting cancer stem cells to overcome chemoresistance. Int J Mol Sci. 2018;19(12):4036. doi: 10.3390/ijms19124036.

Lytle N.K., Barber A.G., Reya T. Stem cells fate in cancer growth, progression and therapy resistance. Nature Reviews. 2018;18(11):669-680. doi: 10.1038/s41568-018-0056-x.

Palomeras S., Ruiz-Martínez S., Puig T. Targeting Breast Cancer Stem Cells to Overcome Treatment Resistance. Molecules. 2018;23(9):2193. doi: 10.3390/molecules23092193.

Price Z.K., Lokman N.A., Ricciardelli C. Differing Roles of Hyaluronan Molecular Weight on Cancer Cell Behavior and Chemotherapy Resistance. Cancers (Basel). 2018;10(12):482 doi: 10.3390/cancers10120482.

Karousou E., Misra S., Ghatak S. et al. Roles and targeting of the HAS/hyaluronan/CD44 molecular system in cancer. Matrix Biol. 2017;59:3-22. doi: 10.1016/j.matbio.2016.10.001.

Tavianatou A.G., Caon I., Franchi M. et al. Hyaluronan: molecular size-dependent signaling and biological functions in inflammation and cancer. FEBS J. 2019;286(15.):2883-2908. doi: 10.1111/febs.14777.

Liu M., Tolg C., Turley E. Dissecting the Dual Nature of Hyaluronan in the Tumor Microenvironment. Front Immunol. 2019;10:974. doi: 10.3389/fimmu.2019.00947.

Хабаров В.Н. К вопросу о концентрации гиалуроновой кислоты в препаратах для биоревитализации. Эстетическая медицина. 2015;14(1):3-6 [Khabarov V.N. To the question of the concentration of hyaluronic acid in preparations for biorevitalization. Esteticheskaya medicina. 2015;14(1):3-6 (In Russ.)].

Al-Hajj M., Wicha M.S., Benito-Hernandez A. et al. Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells. Proc Natl Acad Sci USA. 2003;100:3983-3988. doi: 10.1073/pnas.0530291100.

Patrawala L., Calhoun T., Schneider-Broussard R. et al. Side population is enriched in tumorigenic, stem-like cancer cells, whereas ABCG2+ and ABCG2- cancer cells are similarly tumorigenic. Cancer Res. 2005; 65:6207-6219. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-05-0592.

Zhou J., Wulfkuhle J., Zhang H. et al. Activation of the PTEN/mTOR/STAT3 pathway in breast cancer stem-like cells is required for viability and maintenance. Proc Natl Acad Sci USA. 2007;104(41):16158-16163. doi: 10.1073/pnas.0702596104.

Kuo J.W. Practical aspects of hyaluronan based medical products. NY: CRC Press Taylor; 2005:107.

Vaidyanath A., Mahmud H.B., Khayrani A.C. et al. Hyaluronic Acid Mediated Enrichment of CD44 Expressing Glioblastoma Stem Cells in U251MG Xenograft Mouse Model. J Stem Cell Res Ther. 2017:7:4. doi: 10.4172/2157-7633.1000384.

Shiina M., Bourguignon L.Y. Selective activation of cancer stem cells by size-specific hyaluronan in head and neck cancer. Int J Cell Biol. 2015;2015:989070. doi: 10.1155/2015/989070.

Skvortsov S., Skvortsova I.I., Tang D.G., Dubrovska A. Prostate Cancer Stem Cells: Current Understanding . Stem Cells. 2018;6(10):1457-1474. doi: 10.1002/stem.2859.

Batlle E., Clevers H. Cancer stem cells revisited. Nat Med. 2017; 23(10):1124-1134. doi: 10.1038/nm.4409.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.

Copyright (c) 2021 Ирина Замулаева, Мария Абрамова, Ольга Матчук, Никита Липунов, Лиана Мкртчян, Людмила Крикунова