Усиление радиосенсибилизирующих эффектов гипертермии с помощью блокирования теплового стресс-ответа в опухолевых клетках-мишенях Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ШЪ Усиление радиосенсибилизирующих эффектов гипертермии с помощью блокирования теплового стресс-ответа в опухолевых клетках-мишенях

Ключевые слова: радиорезистентность опухолей, белки теплового шока, клеточный стресс-ответ

Keywords:

tumor radioresistance, heat shock proteins, cellular stress response

Кабаков А.Е., Хохлова А.В., Мосина В.А., Якимова А.О.

Медицинский радиологический научный центр имени А.Ф.Цыба - филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации,

249031, Российская Федерация, Калужская область, Обнинск, ул. Королёва, д. 4 E-mail: [email protected]

Enhancement of radiosensitizing effects of hyperthermia by means of blocking the heat stress response in target tumor cells

Kabakov A.E., Khokhlova A.V., Mosina V.A., Yakimova A.O.

A. Tsyb Medical Radiological Research Centre - Branch of the National Medical Radiology Research Centre of the Ministry of Health of the Russian Federation, 4 Koroleva str., Kaluga Region, Obninsk, 249036, Russian Federation E-mail: [email protected]

Радиорезистентность злокачественных новообразований может снижать эффективность лучевой терапии, поэтому важной задачей является разработка клинически применимых способов радиосенсибилизации опухолей пациентов. Гипертермия иногда используется для этой цели, поскольку термическое воздействие на опухоль-мишень способствует усилению ее радиационного ответа и обеспечивает более эффективную элиминацию облученных злокачественных клеток. С другой стороны, в злокачественной клетке, пережившей гипертермию, могут включаться специальные адаптивные механизмы (например, HSFl-опосредованный транскрипционный стресс- ответ), которые сделают ее более резистентной к повторному цитотоксическому воздействию, включая гипертермию или облучение. В этой связи представляется актуальным и важным научиться модулировать реакции опухолевых клеток на тепловой стресс с целью усиления его повреждающего или радиосенсибилизи-рующего действия и блокирования защитно-адаптивных клеточных механизмов, ведущих к термо- и радиорезистентности опухоли.

Целью данного исследования была проверка (и демонстрация) возможности усиления радиосенсибилизи-рующих эффектов гипертермии с помощью низкомолекулярных агентов, проникающих в клетку и подавляющих HSFl-зависимую экспрессию индуцибельных белков теплового шока (БТШ).

Материалы и методы. Объектами нашего исследования были линейные клеточные культуры, происходящих из охарактеризованных карциномных опухолей человека (HeLa, MCF-7, KTC-1). Распластанные клетки подвергали гипертермии (42-44 °C, 30-60 мин) и последующему облучению гамма-фотонами (2-6 Гр) в in vitro моделях, имитирующих терапевтические процедуры. Для блокирования HSFl-зависимой индукции БТШ в прогретых клетках применялись известные низкомолекулярные ингибиторы: кверцетин, KNK437, NZ28 и триптолид. Стандартные методы биохимического, иммунохимического и цито-

логического анализа (электрофорез и иммуноблоттинг, иммунофлуоресцентное окрашивание, конфокальная микроскопия и проточная цитометрия, МТТ-тест и выращивание колоний) применялись для оценки выживания и гибели облученных клеток, степени радиационного повреждения и уровней экспрессии БТШ в исследуемых образцах.

Результаты. Исследовались эффекты ингибиторов индукции БТШ и гипертермии на радиочувствительность культивируемых опухолевых клеток. По сравнению с эффектами гипертермической предобработки сочетанное воздействие (ингибитор индукции БТШ + прогрев) значительно усиливало радиосенсибилизацию раковых клеток, что проявлялось в замедлении репарации двойных разрывов ядерной ДНК, 2-3-кратной интенсификации пост-радиационного (каспаза-зависимого) апоптоза и достоверном подавлении роста клеточных колоний. Обработки опухолевых клеток кверцетином (20-50 мкМ), ^К437 (10-200 мкМ), NZ28 (5-20 мкМ) или триптолидом (3-10 нМ) перед прогревом и облучением ингибирова-ли в них индукцию БТШ и повышали их радиочувствительность, увеличивая факторы изменения дозы (ФИД) в 1,5-2 раза. Такое существенное усиление радиосенсибилизации обработанных клеток четко коррелировало со степенью подавления в них экспрессии индуцибельных БТШ. Использование более низких концентраций ингибиторов, не влияющих на экспрессию БТШ в прогретых опухолевых клетках, не приводило к усилению радиосен-сибилизирующего действия гипертермии.

Заключение. Из полученных результатов следует, что спровоцированная гипертермией индукция БТШ в опухолевых клетках перед облучением может нежелательно повышать их радиорезистентность. Соответственно, внутриклеточный адаптивный механизм HSF1-зависимого теплового стресс-ответа представляется перспективной молекулярной мишенью для сенсибилизации злокачественных опухолей к гипертермии и лучевой терапии.

258 Proceedings of the First International Forum of Oncology and Radiology, Moscow, September 23-28 2018