Гетерогенность популяции клеток линии А-431 карциномы кожичеловека по устойчивости к противораковому цитокину trail Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Серия «Биология. Экология»

Онлайн-доступ к журналу: http://isu.ru/izvestia

2014. Т. 10. С. 117-120

Иркутского государственного университета

И З В Е С Т И Я

УДК 615.277.3

Гетерогенность популяции клеток линии А431 карциномы кожи человека по устойчивости к противораковому цитокину TRAIL

Н. В. Долгих1, А. В. Чеканов1, В. С. Акатов1'2

'Пущинский государственный естественно-научный институт, Пущино 2Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино E-mail: n. v.dolgikh@gmail.com

Аннотация. Чувствительность опухолевых клеток к TRAIL-индуцированному апоптозу является ключевым фактором эффективности противоопухолевой терапии на основе рекомбинантного белка TRAIL. Показано, что из популяции опухолевых клеток линии А431 можно получить стабильные TRAIL-чувствительные и TRAIL-резистентные сублинии. Подобные сублинии являются удобным инструментом для изучения механизмов чувствительности и резистентности опухолевых клеток к TRAIL.

Ключевые слова: противораковый белок TRAIL, опухолевые клетки, резистентность, конфлюентная культура.

Белок TRAIL (tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand) является членом семейства фактора некроза опухолей и способен вызывать апоптотическую гибель опухолевых клеток путём связывания со специфическими рецепторами клеточной гибели DR4 и DR5 [2]. Способность TRAIL селективно элиминировать опухолевые клетки привела к появлению терапевтических агентов на основе TRAIL, таких, как рекомбинантные белки TRAIL. Некоторые из этих терапевтических агентов на основе TRAIL в настоящее время проходят клинические испытания [1]. К сожалению, эти испытания показывают слабую терапевтическую активность рекомбинантных белков TRAIL, несмотря на то, что in vitro эти белки высокоэффективны и избирательны по отношению к раковым клеткам. Это определяет актуальность выяснения причин резистентности раковых клеток к белкам TRAIL.

Ранее нами была показана зависимость чувствительности опухолевых клеток к действию белка TRAIL от плотности культуры [3]. Установлено, что при увеличении плотности культуры клеток в результате их роста и пролиферации до образования конфлюента (монослоя слившихся клеток) значительно возрастает резистентность клеток к белку TRAIL [3]. Так, клетки карциномы кожи человека (линия А431) являются чувствительными к действию TRAIL в редкой культуре и абсолютно резистентными в конфлю-ентной культуре [4]. Конфлюентная резистентность является одной из форм

многоклеточной резистентности опухолевых клеток к лекарственным препаратам, которая способна радикально подавить терапевтическую эффективность рекомбинантных белков TRAIL и других препаратов. Поэтому изучение механизмов резистентности и чувствительности опухолевых клеток к лиганду TRAIL в зависимости от плотности клеток является одной из ключевых задач противоопухолевой терапии.

Мы предположили, что популяция клеток A431 может быть гетероген-на по чувствительности к TRAIL, поскольку в конфлюентной культуре А431 наблюдается незначительный процент погибших от действия TRAIL клеток, а часть популяции в редкой культуре способна выжить даже после действия высоких концентраций TRAIL. Исходя из этого наблюдения, мы предположили, что можно получить TRAIL-чувствительные и TRAIL-резистентные сублинии клеток A431. Данные сублинии являются важными моделями для изучения механизмов конфлюентной резистентности к TRAIL.

Для получения TRAIL-чувствительной сублинии клетки исходной линии А431 высевались на 100 мм чашку Петри диаметром 100 мм в концентрации 10 клеток/мл, клетки выращивались до образования клонов. Далее каждый клон оценивался по чувствительности к белку TRAIL в состоянии конфлюентной культуры. В результате был отобран клон, клетки которого в конфлюентной культуре были чувствительны к TRAIL. Так была получена стабильная TRAIL-чувствительная сублиния, утратившая свойство конфлюентной резистентности, в отличие от исходной линии.

Для получения TRAIL-резистентной сублинии клетки в редкой культуре подвергались инкубации с белком TRAIL в концентрации 100 нг/мл, затем выжившие клетки выращивали и вновь инкубировали с TRAIL. В результате была получена стабильная TRAIL-резистентная сублиния, нечувствительная к действию белка TRAIL в редкой культуре и, соответственно, в конфлюентной культуре.

Таким образом, клетки TRAIL-резистентной сублинии являются абсолютно резистентными к TRAIL как в редкой, так и в конфлюентной культуре, а клетки TRAIL-резистентной сублинии утратили свойство конфлюентной резистентности присущей исходной линии A431, что говорит о гетерогенности исходной популяции клеток, в которой присутствуют как TRAIL-чувствительные, так и TRAIL-резистентные клоны.

Полученные результаты указывают на то, что феномен конфюентной резистентности не является строгой характеристикой постоянных линий опухолевых клеток и может быть утрачен в результате сочетания дрейфа трансформации этих клеток и их отбора под давлением внешних условий. В результате селекции можно отобрать клоны, отличающиеся от нормы в сторону большей или меньшей чувствительности к TRAIL. В конфлюентной культуре есть полностью чувствительные и полностью резистентые к TRAIL субпопуляции. Полученные клеточные сублинии являются удобным инструментом для дальнейшего изучения механизмов резистентности/чувствительности к TRAIL. Получение сублиний, различающихся по чувствительности к TRAIL, позволит приблизиться к пониманию причин

ГЕТЕРОГЕННОСТЬ КЛЕТОК КАРЦИНОМЫ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА

119

возникновения и утраты конфлюентной резистентности к TRAIL, что является важным для разработки стратегий и схем лечения на основе рекомби-нантного белка TRAIL.

Список литературы

1. Повышение резистентности опухолевых клеток линии А431 К TRAIL-индуцированному апоптозу в конфлюэнтных культурах / Р. С. Фадеев [и др.] // Биофизика. - 2012. - Т. 57, № 4. - C. 649-654.

2. Резистентность опухолевых клеток к TRAIL-индуцированному апоптозу в конфлюентных культурах / Р. С. Фадеев [и др.] // Биологические мембраны. -2012. - Т. 29, № 6. - С. 433-441.

3. Ashkenazi A. To kill a tumor cell: the potential of proapoptotic receptor agonists / A. Ashkenazi, R. S. Herbst // J. Clin. Invest. - 2008. - Vol. 118. - P. 1979-1990.

4. Wiezorek J. Death receptor agonists as a targeted therapy for cancer / J. Wie-zorek, P. Holland, J. Graves // Clin. Cancer Res. - 2010. - Vol. 16. - P. 1701-1708.

Heterogeneity of Population of A431 Human Skin Carcinoma Cells in Resistance Toward Anticancer Cytokine TRAIL

1,2

N. V. Dolgikh1, A. V. Chekanov1, V. S. Akatov

'Pushchino State Institute of Natural Sciences, Pushchino 2Institute of Theoretical and Experimental Biophysics RAS, Pushchino

Abstract. Sensitivity of tumor cells to TRAIL-induced apoptosis is a key factor in the effectiveness of anticancer therapy based on the recombinant protein TRAIL. It is shown that stable TRAIL-sensitive and TRAIL-resistant sublines can be obtained from the population of the tumor cell line A431. Such sublines are a convenient tool for studying the mechanisms of sensitivity and resistance of tumor cells to TRAIL.

Keywords: anticancer protein TRAIL, tumor cell resistance, confluent culture.

Долгих Надежда Владимировна аспирант

Пущинский государственный

естественно-научный институт

142290, г. Пущино, Московская обл.,

пр. Науки, 3

тел.: (4967) 73-94-52

e-mail: n. v.dolgikh@gmail.com

Чеканов Алексей Владимирович кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Пущинский государственный естественно-научный институт 142290, г. Пущино, Московская обл., пр. Науки, 3

Dolgikh Nadezda Vladimirovna Postgraduate Pushchino State Institute of Natural Sciences

3, Science av., Pushchino, Moscow reg., '42290

tel.: (4967) 73-94-52 e-mail: n.v.dolgikh@gmail.com

Chekanov Aleksey Vladimirovich Candidate of Sciences (Biology) Senior Research Scientist Pushchino State Institute of Natural Sciences

3, Science av., Pushchino, Moscow reg., '42290

тел.: (4967) 73-94-52 e-mail: alex 256@yandex.ru

Акатов Владимир Семенович доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией Пущинский государственный естественно-научный институт 142290, г. Пущино, Московская обл., пр. Науки, 3 тел.: (4967) 73-94-52 Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН 142290, г. Пущино, Московская обл., ул. Институтская, 3 e-mail: akatov.vladimir@gmail.com

tel.: (4967) 73-94-52 e-mail: alex 256@yandex.ru

Akatov Vladimir Semenovich Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Professor, Head of Laboratory Pushchino State Institute of Natural Sciences

3, Science av., Pushchino, Moscow reg., 142290

tel.: (4967) 73-94-52

Institute of Theoretical and Experimental

Biophysics RAS

3, Institutskaya st., Pushchino, Moscow reg., 142290

e-mail: akatov.vladimir@gmail.com