ВЛИЯНИЕ ДОЦЕТАКСЕЛА НА ВЫЖИВАЕМОСТЬ И КЛОНОГЕННУЮ АКТИВНОСТЬ КЛЕТОК КУЛЬТУРЫ МАММОСФЕР ЛИНИИ MCF-7, ОБОГАЩЕННОЙ ОПУХОЛЕВЫМИ СТВОЛОВЫМИ КЛЕТКАМИ

DOI: https://doi.org/10.29296/24999490-2019-05-09

В.Г. Шуватова, Ю.П. Семочкина, Г.А. Посыпанова, доктор биологических наук, Е.Ю. Москалева, доктор биологических наук, профессор НИЦ «Курчатовский институт», Российская Федерация, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, д. 1 E-mail: Shuvatova_VG@nrcki.ru

Введение. Ключевая роль в инициации и развитии опухоли принадлежит опухолевым стволовым клеткам (ОСК), которые высокоустойчивы к действию химиотерапевтических препаратов по сравнению с остальными опухолевыми клетками. Сохранение ОСК определяет риск возникновения рецидивов онкологических заболеваний. Цель исследования. Изучение влияния доцетаксела на выживаемость ОСК и их способность к самовоспроизведению в культуре клеток аденокарциномы молочной железы человека линии MCF-7, культивируемых в виде маммосфер. Методы. Влияние доцетаксела на выживаемость ОСК исследовали через 72 и 120 ч культивирования с препаратом в концентрациях 0, 1, 10 и 100 нмоль/л. Для этого подсчитывали общее количество клеток, определяли долю ОСК с фенотипом CD44+/CD24-/low с помощью проточной цитометрии и рассчитывали абсолютное количество ОСК в культурах. Влияние доцетаксела на способность ОСК к репопуляции оценивали по клоногенной активности клеток маммосфер после удаления доцетаксела из культур, которые перед этим культивировали с препаратом в концентрациях 0, 1, 10 и 100 нмоль/л в течение 120 ч. Результаты. Культивирование клеток маммосфер с доцетакселом в течение 72 ч приводило к незначительному снижению общего количества клеток и фракции ОСК. При этом наблюдалось уменьшение абсолютного количества ОСК. При культивировании в течение 120 ч при всех концентрациях доцетаксела обнаружено глубокое снижение общего количества клеток, размера фракции и абсолютного количества ОСК, а также клоногенной активности, что отражает способность ОСК к репопуляции. Заключение. Показана высокая чувствительность ОСК к доцетакселу при длительном (120 ч) культивировании препарата с маммосферами. Доцетаксел ингибировал способность ОСК к самообновлению, играющему решающую роль в инициации и метастазировании опухоли.
Ключевые слова: 
опухолевые стволовые клетки

Список литературы: 
  1. Li F., Tiede B., Massagué J. et al. Beyond tumorigenesis: cancer stem cells in metastasis. Cell Research. 2007; 17 (1): 3–14. https://doi.org/10.1038/sj.cr.7310118.
  2. Zhao J. Cancer stem cells and chemoresistance: The smartest survives the raid. Pharmacol Ther. 2016; 160: 145–58. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2016.02.008.
  3. Chuthapisith S., Eremin J., El-Sheemey M., Eremin O. Breast cancer chemoresistance: emerging importance of cancer stem cells. Surg Oncol. 2010; 19 (1): 27–32. https://doi.org/10.1016/j.suronc.2009.01.004.
  4. Krause M., Yaromina A., Eicheler W, Koch U, Baumann M. Cancer Stem Cells: Targets and Potential Biomarkers for Radiotherapy. Clin. Cancer Res. 2011; 17 (23): 7224–9. https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-10-2639.
  5. Tsou S.-H., Chen T.-M., Hsiao H.-T., Chen Y.-H. A Critical Dose of Doxorubicin Is Required to Alter the Gene Expression Profiles in MCF-7 Cells Acquiring Multidrug Resistance. PLoS One. 2015; 10 (1): e0116747. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0116747.
  6. Bao B., Ahmad A., Azmi A.S., Ali S., Sarkar F.H. Cancer Stem Cells (CSCs) and Mechanisms of Their Regulation: Implications for Cancer Therapy. Curr Protoc Pharmacol. 2013; Chapter 14: Unit 14.25. https://doi.org/10.1002/0471141755.ph1425s61.
  7. Tanaka H., Nakamura M., Kameda C. The Hedgehog Signaling Pathway Plays an Essential Role in Maintaining the CD44+CD24-/low Subpopulation and the Side Population of Breast Cancer Cells, Anticancer Research. 2009; 29 (6): 2147–57.
  8. Ray A., Vasudevan S., Sengupta S. 6-Shogaol Inhibits Breast Cancer Cells and Stem Cell-Like Spheroids by Modulation of Notch SignalingPathway and Induction of Autophagic Cell Death. PLoS ONE. 2015; 10 (9): e0137614. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137614.
  9. Hernandez-Vargas H., Palacios J., Moreno-Bueno G. Telling cells how to die: docetaxel therapy in cancer cell lines. Cell cycle. 2007; 6 (7): 780–3.
  10. Zasadil L.M., Andersen K.A., Yeum D., Rocque G.B., Wilke L.G., Tevaarwerk A.J., Raines R.T., Burkard M.E., Weaver B.A. Cytotoxicity of paclitaxel in breast cancer is due to chromosome missegregation on multipolar spindles. Sci Transl Med. 2014; 6 (299) 229ra243. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.3007965.
  11. Wu X., Sooman L., Lennartsson J., Bergström S., Bergqvist M., Gullbo J., Ekman S. Microtubule inhibition causes epidermal growth factor receptor inactivation in oesophageal cancer cells. Intern. J. Oncol. 2012; 42 (1): 297–304. https://doi.org/10.3892/ijo.2012.1710.
  12. Dontu G., Abdallah W.M., Foley J.M., Jackson K.W., Clarke M.F., Kawamura M.J., Wicha M.S. In vitro propagation and transcriptional profiling of human mammary stem/progenitor cells. Genes Dev. 2003; 17 (10): 1253–70.
  13. Wang R., Lv Q., Meng W., Tan Q., Zhang S., Mo X., Yang X.. Comparison of mammosphere formation from breast cancer cell lines and primary breast tumors. J. Thorac Dis. 2014; 6 (6): 829–37. https://doi.org/10.3978/j.issn.2072-1439.2014.03.38.
  14. Baker S.D., Zhao M., Lee C.K.K., Verweij J., Zabelina Y., Brahmer J.R., Wolff A.C., Sparreboom A., Carducci M.A. Comparative Pharmacokinetics of Weekly and Every-Three-Weeks Docetaxel. Clin. Cancer Res. 2004; 10: 1976–83.
  15. Brunsvig P.F., Andersen A., Aamdal S., Kristensen V., Olsen H. Pharmacokinetic analysis of two different docetaxel dose levels in patients with non-small cell lung cancer treated with docetaxel as monotherapy or with concurrent radiotherapy. BMC Cancer. 2007; 23 (7): 197. https://doi.org/10.1186/1471-2407-7-197.
  16. Mori T., Kinoshita Y., Watanabe A., Yamaguchi T., Hosokawa K., Honjo H. Retention of paclitaxel in cancer cells for 1 week in vivo and in vitro. Cancer Chemother Pharmacol. 2006; 58 (5): 665–72.
  17. Crabtree J.S., Miele L. Breast Cancer Stem Cells. Biomedicines 2018; 6: 77. https://doi.org/10.3390/biomedicines6030077.
  18. Rivas S., Gómez-Oro C., Antón I.M., Wandosell F. Role of Akt Isoforms Controlling Cancer Stem Cell Survival, Phenotype and Self-Renewal Biomedicines. 2018; 6 (1). pii: E29. https://doi.org/10.3390/biomedicines6010029.
  19. Zhang X., Shao J., Li X., Cui L., Tan Z. Docetaxel promotes cell apoptosis and decreases SOX2 expression in CD133‑expressing hepatocellular carcinoma stem cells by suppressing the PI3K/AKT signaling pathway. Oncol Rep. 2019; 41 (2): 1067–74. https://doi.org/10.3892/or.2018.6891.