Вплив інтерферону альфа-2b на багатоклітинні пухлинні сфероїди лінії MCF-7, збагачені стовбуровими пухлинними клітинами
| dc.contributor.author | Гергелюк, Т. С. | |
| dc.contributor.author | Перепелиціна, О. М. | |
| dc.contributor.author | Остапченко, Л. І. | |
| dc.contributor.author | Сидоренко, М. В | |
| dc.date.accessioned | 2020-04-14T12:44:38Z | |
| dc.date.available | 2020-04-14T12:44:38Z | |
| dc.date.issued | 2019 | |
| dc.description.abstracten | Background. The main problem of cancer treatment is that the disease prediction depends on subpopulations of the primary tumor and the ability of the tumor to recover and form metastases. Cancer stem cells (CSCs) provide self-renewal of the tumor after irradiation and chemotherapy. One way to isolate these cells is to form multicellular tumor spheroids. The method of enrichment of such spheroids by CSCs can be used to test complex antitumor therapy aimed at the CSCs population in vitro. Some studies have shown a close relationship between CSCs and interferon in tumor proliferation and progression. Therefore, it is important to assess the sensitivity of the CSCs population to the action of interferon on a model of multicellular tumor spheroids. Objective. The aim of the article is to study the sensitivity of MCF-7 cell populations to the effect of IFNα-2b on a model of multicellular tumor spheroids enriched with CSCs. Methods. To enrich multicellular spheroids with CSCs, adherent cells of monolayer culture MCF-7 (human breast adenocarcinoma) were trypsinized and cultured on an orbital shaker under serum-free conditions with the addition of growth factors (fibroblast growth factor, epidermal growth factor, insulin, and hydrocortisone). In order to study the direct effect of IFNα-2b on cell populations, this cytokine was added to plates with cell aggregates at a concentration of 102 U/mL and 104 U/mL and incubated for 48 h. Counting the number of cells was performed using the routine method with a trypan blue and hemocytometer. Morphometric analysis was performed by measuring the volumes of spheroids using the software Stemi2000 (Zeiss, Germany) and the Bjerkvig formula. Receptor expression was analyzed after two days of incubation using primary monoclonal antibodies CD24 (Sigma, USA), CD44 (Sigma, USA), CD133 (Sigma, USA), bmi-1 (Sigma, USA). For statistical data processing, one-factor analysis of the variance and t-Student testing with the Statistica 8 software package were used. The differences were considered significant at p < 0.05. For each result obtained, we determined the indices of the arithmetic mean (M) and the standard deviation of the arithmetic mean (m). Results. The presence of CSCs expressing the receptors characteristic of mammary gland (CD24, CD44, CD133, bmi-1) in the culture of multicellular tumor spheroids, which were cultured under serum-free conditions with the addition of growth factors, was shown using immunohistochemistry method. Since cells are obtained from monoculture of tumor cells, it can be assumed that CSCs are detected by appropriate markers, but not stromal cells, for which expression of these receptors is also possible. The data on the effect of IFNα-2b on the heterogeneous population of tumor and stem-like cells were obtained. It turned out that this cytokine effects the reduction of the average volume of cell aggregates by 16% and 25% at a concentration of 102 and 104 U/mL, respectively. It also suppresses cell proliferation by 13% at a concentration of IFNα-2b 104 U/mL, compared with control samples. Further incubation of spheroids with IFNα-2b leads to a decrease in the average and median volumes of spheroids by 48% and 74% at a cytokine concentration of 104 U/mL and 104 U/mL, respectively, compared to control samples. IFNα-2b dose-dependently contributes to the disintegration of multicellular tumor spheroids enriched with CSCs and to the formation of a large number of small cell aggregates and individual cells of the MCF-7 cell line. Conclusions. IFNα-2b can be considered as an auxiliary agent for the development and testing of complex antitumor therapy aimed at activating СSCs with simultaneous effects of chemotherapy on models of multicellular tumor spheroids of the MCF-7 line, enriched with this cells in vitro. | uk |
| dc.description.abstractru | Проблематика. Основная проблема лечения раковых заболеваний заключается в том, что прогноз течения заболевания зависит от субпопуляционного состава первичной опухоли и способности опухоли восстанавливаться и образовывать метастазы. Согласно последним исследованиям, агентами, которые обеспечивают самовосстановление опухоли после облучения и химиотерапии, являются стволовые опухолевые клетки (СОК). Одним из способов выделения этих клеток является формирование многоклеточных опухолевых сфероидов. Метод обогащения таких сфероидов СОК может быть использован для тестирования комплексной противоопухолевой терапии, направленной на популяцию СОК in vitro. Некоторые исследования показали тесную связь СОК и интерферонов при пролиферации и прогрессии опухоли. Поэтому важно оценить чувствительность популяции СОК к действию интерферона на модели многоклеточных опухолевых сфероидов. Цель. Исследовать чувствительность популяций клеток линии MCF-7 к действию IFNα-2b на модели многоклеточных опухолевых сфероидов, обогащенных СОК. Методика реализации. Для обогащения многоклеточных сфероидов стволовыми опухолевыми клетками адгезивные клетки монослойной культуры линии MCF-7 (аденокарцинома молочной железы человека) трипсинизировали и культивировали на орбитальном шейкере в бессывороточных условиях с добавлением ростовых факторов (фактора роста фибробластов, эпидермального фактора роста, инсулина и гидрокортизона) и 2 % карбоксиметилцеллюлозы. С целью исследования прямого действия ИФНα-2b (фактора микроокружения опухоли) на популяции клеток к планшетам с клеточными агрегатами добавляли ИФНα-2b в концентрации 102 и 104 МО/мл и инкубировали в течение 48 ч. Подсчет количества клеток проводили с помощью рутинного метода с использованием трипанового синего и гемоцитометра. Морфометрический анализ проводили путем измерения объемов сфероидов, используя программное обеспечение Stemi2000 (Zeiss, Германия) и формулу Бьерквига. Экспрессию рецепторов анализировали после двух дней инкубации с использованием первичных моноклональных антител CD24 (Sigma, США), CD44 (Sigma, США), CD133 (Sigma, США), bmi-1 (Sigma, США). Для статистической обработки данных использовали однофакторный анализ дисперсии и t-Student тестирование с программным пакетом Statistica 8. Достоверными считали различия при р < 0,05. Для каждого полученного результата определяли показатели среднего арифметического (М) и стандартного отклонения среднего арифметического (m). Результаты. С помощью метода иммуногистохимии было показано наличие клеток, экспрессирующих рецепторы, характерные для СОК молочной железы (CD24, CD44, CD133, bmi-1) в культуре многоклеточных опухолевых сфероидов, которые культивировали в бессывороточных условиях с добавлением ростовых факторов. Поскольку клетки получены из монокультуры опухолевых клеток, то можно предположить, что именно СОК выявляются по соответствующим маркерам, а не клетки стромы, для которых также возможна экспрессия данных рецепторов. Получены данные о влиянии ИФНα-2b на гетерогенную популяцию опухолевых и стволовоподобных клеток. Оказалось, что этот цитокин влияет на снижение среднего объема клеточных агрегатов на 16 и 25 % при концентрации 102 и 104 МО/мл соответственно, а также подавляет пролиферацию клеток на 13 % при концентрации ИФНα-2b 104 МО/мл по сравнению с контрольными образцами. Дальнейшее инкубирование сфероидов с ИФНα-2b приводит к снижению среднего значения и медианы объемов сфероидов на 48 и 74 % при концентрации цитокина 102 и 104 МО/мл соответственно по сравнению с контрольными образцами. ИФНα-2b дозозависимо способствует распаду многоклеточных опухолевых сфероидов, обогащенных СОК, и формированию большого количества мелких клеточных агрегатов и отдельных клеток линии MCF-7. Выводы. ИФНα-2b можно рассматривать как вспомогательный агент для разработки и тестирования комплексной противоопухолевой терапии, направленной на активацию СПК, с одновременным воздействием химиотерапии на модели многоклеточных опухолевых сфероидов линии MCF-7, обогащенных этими клетками in vitro. | uk |
| dc.description.abstractuk | 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 | uk |
| dc.format.pagerange | Pp. 34–44 | uk |
| dc.identifier.citation | Вплив інтерферону альфа-2b на багатоклітинні пухлинні сфероїди лінії MCF-7, збагачені стовбуровими пухлинними клітинами / Т. С. Гергелюк, О. М. Перепелиціна, Л. І. Остапченко, М. В. Сидоренко // Innovative Biosystems and Bioengineering : international scientific journal. – 2019. – Vol. 3, No. 1. – Pp. 34–44. – Bibliogr.: 49 ref. | uk |
| dc.identifier.doi | https://doi.org/10.20535/ibb.2019.3.1.157388 | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/32905 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute | uk |
| dc.publisher.place | Kyiv | uk |
| dc.rights | Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) | en |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | en |
| dc.source | Innovative Biosystems and Bioengineering : international scientific journal, 2019, Vol. 3, No. 1 | uk |
| dc.subject | багатоклітинні пухлинні сфероїди | uk |
| dc.subject | стовбурові пухлинні клітини | uk |
| dc.subject | інтерферон альфа | uk |
| dc.subject | MCF-7 | uk |
| dc.subject | multicellular tumor spheroids | uk |
| dc.subject | cancer stem cells | uk |
| dc.subject | interferon alpha | uk |
| dc.subject | многоклеточные опухолевые сфероиды | uk |
| dc.subject | стволовые опухолевые клетки | uk |
| dc.subject | интерферон альфа | uk |
| dc.subject.udc | 576.53 + 576.38 | uk |
| dc.title | Вплив інтерферону альфа-2b на багатоклітинні пухлинні сфероїди лінії MCF-7, збагачені стовбуровими пухлинними клітинами | uk |
| dc.title.alternative | Effect of Interferon α-2b on Multicellular Tumor Spheroids of MCF-7 Cell Line Enriched with Cancer Stem Cells | uk |
| dc.title.alternative | Влияние интерферона альфа-2b на многоклеточные опухолевые сфероиды линии MCF-7, обогащенные стволовыми опухолевыми клетками | uk |
| dc.type | Article | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 8.98 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: