Вплив інтерферону альфа-2b на багатоклітинні пухлинні сфероїди лінії MCF-7, збагачені стовбуровими пухлинними клітинами

• Main Authors: Tetiana Herheliuk, Olena Perepelytsina, Lyudmila Ostapchenko, Mychailo Sydorenko
• Format: Article
• Language: English
• Published: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute 2019-03-01
• Series: Innovative Biosystems and Bioengineering
• Subjects: Multicellular tumor spheroids; Cancer stem cells; Interferon alpha; MCF-7
• Online Access: http://ibb.kpi.ua/article/view/157388

Проблематика. Основна проблема лікування ракових захворювань полягає в тому, що прогноз перебігу захворювання залежить від субпопуляційного складу первинної пухлини та здатності пухлини відновлюватися й утворювати метастази. Згідно з останніми дослідженнями, агентами, які забезпечують самовідновлення пухлини після опромінення та хіміотерапії, є стовбурові пухлинні клітини (СПК). Одним зі способів виділення цих клітин є формування багатоклітинних пухлинних сфероїдів. Метод збагачення таких сфероїдів СПК може бути використаний для тестування комплексної протипухлинної терапії, спрямованої на популяцію СПК in vitro. Деякі дослідження продемонстрували тісний зв’язок СПК та інтерферонів під час проліферації та прогресії пухлини. Тому важливо оцінити чутливість популяції СПК до дії інтерферону на моделі багатоклітинних пухлинних сфероїдів. Мета. Дослідити чутливість популяцій клітин лінії MCF-7 до дії ІФНα-2b на моделі багатоклітинних пухлинних сфероїдів, збагачених СПК. Методика реалізації. Для збагачення багатоклітинних сфероїдів стовбуровими пухлинними клітинами адгезивні клітини моношарової культури лінії MCF-7 (аденокарцинома молочної залози людини) трипсинізували і культивували на орбітальному шейкері у безсироваткових умовах із додаванням ростових факторів (фактора росту фібробластів, епідермального фактора росту, інсуліну і гідрокортизону) та 2 % карбоксиметилцелюлози. З метою дослідження прямої дії ІФНα-2b (фактора мікрооточення пухлини) на популяції клітин до планшетів з клітинними агрегатами додавали ІФНα-2b у концентрації 102 і 104 МО/мл та інкубували протягом 48 год. Підрахунок кількості клітин проводили за допомогою рутинного методу з використанням трипанового синього та гемоцитометра. Морфометричний аналіз проводили вимірюванням об’ємів сфероїдів, використовуючи програмне забезпечення Stemi2000 (Zeiss, Німеччина) і формулу Б’єрквіга. Експресію рецепторів аналізували після двох днів інкубації з використанням первинних моноклональних антитіл CD24 (Sigma, США), CD44 (Sigma, США), CD133 (Sigma, США), bmi-1 (Sigma, США). Для статистичної обробки даних застосовували однофакторний аналіз дисперсії та t-Student тестування з програмним пакетом Statistica 8. Достовірними вважали відмінності при р < 0,05. Для кожного отриманого результату визначали показники середнього арифметичного (М) і стандартної похибки середнього арифметичного (m). Результати. За допомогою імуногістохімічного аналізу було показано наявність клітин, які експресують рецептори, характерні для СПК молочної залози (CD24, CD44, CD133, bmi-1) у культурі багатоклітинних пухлинних сфероїдів, що культивували в безсироваткових умовах із додаванням ростових факторів. Оскільки клітини отримані з монокультури пухлинних клітин, то можна припустити, що саме СПК виявляються за відповідними маркерами, а не клітини строми, для яких також можлива експресія цих рецепторів. Отримано дані про вплив ІФНα-2b на гетерогенну популяцію пухлинних і стовбуровоподібних клітин. Так, виявилося, що цей цитокін впливає на зниження середнього об’єму клітинних агрегатів на 16 та 25 % за концентрації 102 та 104 МО/мл відповідно, а також пригнічує проліферацію клітин на 13 % за концентрації ІФНα-2b 104 МО/мл порівняно з контрольними зразками. Подальше інкубування сфероїдів з ІФНα-2b приводить до зниження середнього значення і медіани об’ємів сфероїдів на 48 та 74 % за концентрації цитокіну 102 та 104 МО/мл відповідно порівняно з контрольними зразками. ІФНα-2b дозозалежно сприяє розпаду багатоклітинних пухлинних сфероїдів, збагачених СПК, та формуванню великої кількості дрібних клітинних агрегатів і поодиноких клітин лінії MCF-7. Висновки. ІФНα-2b можна розглядати як допоміжний агент для розробки і тестування комплексної протипухлинної терапії, що спрямована на активацію СПК, з одночасним впливом хіміотерапії на моделі багатоклітинних пухлинних сфероїдів лінії MCF-7, збагачених цими клітинами in vitro.