РАДИАЦИЯ И РИСК
Бюллетень Национального радиационно-эпидемиологического регистра
c 1992 года
О журнале : 2017 : Том 26, №4 : Изменение популяции стволовых клеток рака молочной железы линии MCF-7 при одиночном и комбинированном действии ионизирующего излучения и конъюгатов дендритных полимеров с доксорубицином

Изменение популяции стволовых клеток рака молочной железы линии MCF-7 при одиночном и комбинированном действии ионизирующего излучения и конъюгатов дендритных полимеров с доксорубицином

DOI: 10.21870/0131-3878-2017-26-4-52-62

Матчук О.Н., Чурюкина К.А., Яббаров Н.Г., Никольская Е.Д., Жунина О.А.1, Кондрашева И.Г.1, Северин Е.С.1, Замулаева И.А.

«Радиация и риск». 2017. Том 26. № 4, с.52-62

Сведения об авторах

Матчук О.Н. – научн. сотр., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, Обнинск. Контакты: 249036, Калужская обл., Обнинск, ул. Королёва, 4. Тел.: (484) 399-71-88; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .
Чурюкина К.А. – мл. научн. сотр. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, Обнинск.
Яббаров Н.Г. – ст. научн. сотр., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, Обнинск.
Никольская Е.Д. – лаб.-исслед. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, Обнинск.
Замулаева И.А. – зав. отделом, д.б.н., проф. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, Обнинск.
Жунина О.А.1 – ст. научн. сотр., к.б.н. Автономная некоммерческая организация «Институт молекулярной диагностики» (АНО «ИНМОДИ»), Москва.
Кондрашева И.Г.1 – дир. по инновационному развитию, к.б.н. Автономная некоммерческая организация «Институт молекулярной диагностики» (АНО «ИНМОДИ»), Москва.
Северин Е.С.1 – ген. директор, д.х.н., чл.-корр. РАН. Автономная некоммерческая организация «Институт молекулярной диагностики» (АНО «ИНМОДИ»), Москва.

Аннотация

Известно, что опухолевые стволовые клетки (ОСК) представляют собой наиболее радио- и химиорезистентную популяцию в составе широкого ряда злокачественных новообразований, включая рак молочной железы. В связи с этим усилия многих специалистов в области экспериментальной онкологии и радиобиологии направлены в последнее время на разработку средств/способов элиминации ОСК и (или) повышения их чувствительности к известным противоопухолевым воздействиям. В частности, создаются новые препараты на основе использования наночастиц. В данной работе были использованы полиамидоаминовые (РАМАМ) дендримеры второго поколения (G2), ковалентно конъюгированные с доксорубицином (Докс) и векторным белком (рекомбинантным фрагментом третьего домена альфа-фетопротеина – 3D). Сравнивали внутриклеточное содержание Докс и изменение количества стволовых и нестволовых клеток рака молочной железы линии MCF-7 при одиночном и комбинированном действии ионизирующего излучения, свободного Докс, дендримеров второго поколения, нагруженных Докс (G2-Докс), и конъюгатов тех же дендримеров с векторным белком и Докс (3D-G2-Докс). ОСК идентифицировали с помощью проточной цитометрии по способности этих клеток откачивать во внеклеточную среду флуоресцентный краситель Хёхст33342 и формировать популяцию, слабо окрашенную этим красителем (side population – SP). Результаты исследования свидетельствуют об относительно низком внутриклеточном содержании Докс в ОСК (SP) по сравнению с остальными клетками (NSP) при использовании всех изученных соединений, что в значительной мере объясняет различие цитотоксического действия этих соединений на разные популяции клеток. Под влиянием использованных соединений Докс абсолютное количество клеток NSP уменьшалось, в то время как количество клеток SP имело тенденцию к увеличению. В итоге, средняя доля клеток SP возрастала до 13,1%, 4,2% и 3,4% после инкубации со свободным Докс, G2-Докс и 3D-G2-Докс соответственно, составляя в контроле 1,8% (р<0,05 по сравнению с контролем во всех случаях). По-видимому, более эффективным подходом к элиминации ОСК является использование транспортных систем на основе наночастиц, обеспечивающих направленную доставку в ОСК химиопрепаратов с селективным действием именно на эту популяцию клеток, включая средства дифференцировки ОСК и ингибиторы дедифференцировки остальных клеток.

Ключевые слова
Опухолевые стволовые клетки, доксорубицин, дендримеры, альфа-фетопротеин, ионизирующее излучение, цитотоксическое действие, радиорезистентность, химиорезистентность, рак молочной железы, MCF-7, проточная цитометрия.

Список цитируемой литературы

1. Dubrovska A. Report on the International Workshop «Cancer stem cells: The mechanisms of radioresistance and biomarker discovery» //Int. J. Radiat. Biol. 2014. V. 90, No. 8. P. 607-614.

2. Rycaj K.,Tang D.G. Cancer stem cells and radioresistance //Int. J. Radiat. Biol. 2014. V. 90, No. 8. P. 615-621.

3. Pavlopoulou A., Oktay Y., Vougas K., Louka M., Vorgias C.E., Georgakilas A.G. Determinants of resistance to chemotherapy and ionizing radiation in breast cancer stem cells //Cancer Lett. 2016. V. 380, No. 2. P. 485-493.

4. Yang F., Xu J., Tang L., Guan X. Breast cancer stem cell: the roles and therapeutic implications //Cell. Mol. Life Sci. 2017. V. 74, No. 6. P. 951-966.

5. Матчук О.Н., Саенко А.С. Влияние редкоионизирующего излучения и химиопрепаратов на опухолевые стволовые клетки (SP) меланомы B16 и аденокарциномы молочной железы MCF-7 //Радиация и риск. 2013. Т. 22, № 2. С. 67-76.

6. Замулаева И.А., Матчук О.Н., Селиванова Е.И., Андреев В.Г., Липунов Н.М., Макаренко С.А., Жаворонков Л.П., Саенко А.С. Увеличение количества опухолевых стволовых клеток под воздействием редкоионизирующего излучения //Радиационная биология. Радиоэкология. 2014. Т. 54, № 3. С. 256-264.

7. Takebe N., Miele L., Harris P.J., Jeong W., Bando H., Kahn M., Yang S.X., Ivy S.P. Targeting Notch, Hedgehog, and Wnt pathways in cancer stem cells: clinical update //Rev. Clin. Oncol. 2015. V. 12, No. 8. P. 445-464.

8. Ahmed M., Chaudhari K., Babaei-Jadidi R., Dekker L.V., Shams Nateri A. Concise review: emerging drugs targeting epithelial cancer stem-like cells //Stem Cells. 2017. V. 35, No. 4. P. 839-850.

9. Kuhlmann J.D., Hein L., Kurth I., Wimberger P., Dubrovska A. Targeting cancer stem cells: promises and challenges //Anticancer Agents Med. Chem. 2016. V. 16, No. 1. P. 38-58.

10. Shen S., Xia J.X., Wang J. Nanomedicine-mediated cancer stem cell therapy //Biomaterials. 2016. V. 74. P. 1-18.

11. Bonner J.A., Lawrence T.S. Doxorubicin decreases the repair of radiation-induced DNA damage //Int. J. Radiat. Biol. 1990. V. 57, No. 1. P. 55-64.

12. Ницветов М.Б., Москалева Е.Ю., Посыпанова Г.А., Макарова О.В., Степанов В.А., Рогов К.А., Коромыслова И.А., Караулов А.В., Северин С.Е., Северин Е.С. Изучение экспрессии рецептора АФП в опухолевых и нормальных тканях человека с помощью иммуногистохимического метода //Иммунология. 2005. Т. 26, № 2. С. 122-125.

13. Яббаров Н.Г., Посыпанова Г.А., Воронцов Е.А., Попова О.Н., Северин Е.С. Направленный транспорт доксорубицина: система доставки на основе РАМАМ дендримеров //Биохимия. 2013. Т. 78, № 8. С. 1128-1140.

14. Ahmad Fuaad A.A., Azmi F., Skwarczynski M., Toth I. Peptide conjugation via CuAAC ‘click’ chemistry //Molecules. 2013. V. 18, No. 11. P. 13148-13174.

5. Матчук О.Н., Замулаева И.А., Ковалев О.А., Саенко А.С. Механизмы радиорезистентности клеток SP культуры мышиной меланомы В16 //Цитология. 2013. Т. 55, № 8. С. 553-559.

16. Замулаева И.А., Чурюкина К.А., Матчук О.Н., Яббаров Н.Г., Никольская Е.Д., Макаренко С.А., Жунина О.А., Кондрашева И.Г., Северин Е.С. Цитотоксические эффекты комбинированного действия ионизирующего излучения и конъюгатов доксорубицина с дендритным полимером и векторным белком на опухолевые клетки in vitro //Радиация и риск. 2016. Т. 25, № 3. С. 46-56.

17. Kapse-Mistry S., Govender T., Srivastava R., Yergeri M. Nanodrug delivery in reversing multidrug resistance in cancer cells //Front. Pharmacol. V. 5. Article 159. P. 1-22.

18. Zhao Y., Alakhova D.Y., Kabanov A.V. Can nanomedicines kill cancer stem cells? //Adv. Drug Deliv. Rev. 2013. V. 65, No. 13-14. P. 1763-1783.

19. Malhi S., Gu X. Nanocarrier-mediated drugs targeting cancer stem cells: an emerging delivery approach //Expert Opin. Drug. Deliv. 2015. V. 12, No. 7. P. 1177-1201.

20. Sun R., Liu Y., Li S.Y., Shen S., Du X.J., Xu C.F., Cao Z.T., Bao Y., Zhu Y.H., Li Y.P., Yang X.Z., Wang J. Co-delivery of all-transretinoic acid and doxorubicin for cancer therapy with synergistic inhibition of cancer stem cells //Biomaterials. 2015. V. 37. P. 405-414.

Полная версия статьи