Radiation biology. RadioecologyRadiation biology. RadioecologyРадиационная биология. Радиоэкология0869-80313034-5898The Russian Academy of Sciences66114610.31857/S0869803123010113JYVZVEРАДИОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ ОПУХОЛЕЙHigh Thermosensitivity of MDA-MB-231 Cells as a Prerequisite for Thermoradiosensitization of Triple-negative Breast Cancer in Clinical PracticeВЫСОКАЯ ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ КЛЕТОК MDA-MB-231 КАК ПРЕДПОСЫЛКА ДЛЯ ТЕРМОРАДИОСЕНСИБИЛИЗАЦИИ ТРИЖДЫ НЕГАТИВНОГО РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ В КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕYakimovaA. O.ЯкимоваА. О.anna.prosovskaya@gmail.comKabakovA. E.КабаковА. Е.anna.prosovskaya@gmail.comA. Tsyb MRRC – a branch of the National Medical Research Centre of Radiology of the Ministry of Health of RussiaМедицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал Национального медицинского исследовательского центра радиологии Минздрава России01012023631717925022025Copyright ©; 2023, А.О. Якимова, А.Е. КабаковCopyright ©; 2023, А.О. Якимова, А.Е. Кабаков2023А.О. Якимова, А.Е. КабаковА.О. Якимова, А.Е. Кабаковhttps://journals.eco-vector.com/0869-8031/article/view/661146

The work is dedicated to the analysis of thermal sensitivity and efficiency of thermosensitization to γ-radiation of three cell lines of breast cancer of different molecular subtypes. It has been established that the cells of the studied lines differ in the sensitivity to hyperthermia and, as a result, in the effectiveness of thermoradiosensitization, which raises the question of finding criteria for assessing the rationale of using hyperthermia in each specific case. It has been shown that the level of heat-responsive expression of HSP70 gene and also the level of cell genomic instability can serve as such criteria. It was found that the efficiency of thermoradiosensitization is significantly higher in MDA-MB-231 cells compared to the cells of other studied lines. The data obtained suggest that the use of hyperthermia as a radiotherapy-sensitizing co-treatment may be particularly promising toward triple negative breast cancer.

Работа посвящена анализу термочувствительности и эффективности термосенсибилизации к воздействию γ-излучения трех клеточных линий рака молочной железы различных молекулярных подтипов. Установлено, что клетки исследуемых линий отличаются по чувствительности к гипертермии и, как следствие, по эффективности терморадиосенсибилизации, что поднимает вопрос о поиске критериев оценки целесообразности применения гипертермии в каждом конкретном случае. Показано, что такими критериями могут служить уровень индукции экспрессии гена HSP70 в ответ на гипертермию и уровень геномной нестабильности клеток. Установлено, что эффективность терморадиосенсибилизации существенно выше у клеток линии MDA-MB-231 по сравнению с клетками других исследованных линий. Полученные данные позволяют предполагать, что применение гипертермии в качестве сенсибилизирующего к радиотерапии воздействия может быть особенно перспективно при лечении трижды негативного рака молочной железы.

breast cancerhyperthermiaγ-radiationthermoradiosensitizationHSP70 expressionheat shock proteinsgenomic instabilityрак молочной железыгипертермияγ-излучениетерморадиосенсибилизацияэкспрессия HSP70белки теплового шокагеномная нестабильностьКаприн А.Д. Состояние онкологической помощи населению России в 2017 г. / Под ред.: А.Д. Каприн, В.В. Старинский, Г.В. Петрова. М., 2018. С. 18. [Kaprin A.D. Sostojanie onkologicheskoj pomoshhi naseleniju Rossii v 2017 g. / Eds A.D. Kaprin, V.V. Starinskij, G.V. Petrova. M., 2018. S. 18 (In Russ.)].Кулигина Е.Ш. Эпидемиологические и молекулярные аспекты рака молочной железы // Практ. онкология. 2010. Т. 11. № 4. С. 203–216. [Kuligina E.Sh. Jepidemiologicheskie i molekuljarnye aspekty raka molochnoj zhelezy // Practical Oncology. 2010. Т. 11. № 4. S. 203–216 (In Russ.)].Łukasiewicz S., Czeczelewski M., Forma A. et al. Breast Cancer–Epidemiology, Risk Factors, Classification, Prognostic Markers, and Current Treatment Strategies – An Updated Review // Cancers. 2021. V. 13. P. 4287. https://doi.org/10.3390/cancers13174287Деньгина Н.В., Мозерова Е.Я. Стереотаксическая лучевая терапия и локальная гипертермия в лечении опухолей различных локализаций // Практ. онкология. 2015. Т. 16. № 4. С. 162–173. [Dengina N.V., Mozerova E.Ya. Stereotactic body radiotherapy and local hyperthermia in the treatment of various malignant tumors // Practical Oncology. 2015. V. 16. № 4. P. 162–173 (In Russ.)].Datta N.R., Jain B.M., Mathi Z. et al. Hyperthermia: A Potential Game-Changer in the Management of Cancers in Low-Middle-Income Group Countries // Cancers. 2022. V. 14. P. 315. https://doi.org/10.3390/cancers14020315Rao W., Deng Z.-Sh., Liu J. A Review of Hyperthermia Combined With Radiotherapy/Chemotherapy on Malignant Tumors // Critic. Rev. Biomed. Engineer. 2010. V. 38. №1. P. 101–116. https://doi.org/10.1615/critrevbiomedeng.v38.i1.80Datta N.R., Ordonez S.G., Gaipl U.S. et al. Local hyperthermia combined with radiotherapy and-/or chemotherapy: Recent advances and promises for the future // Cancer Treat. Rev. 2015. V. 41. P. 742–753. https://doi.org/10.1016/j.ctrv.2015.05.009van den Tempel N., Horsman M.R., Kanaar R. Impro-ving efficacy of hyperthermia in oncology by exploiting biological mechanisms // Int. J. Hyperthermia. 2016. V. 32. № 4. P. 446–454. https://doi.org/10.3109/02656736.2016.1157216Кабаков А.Е., Кудрявцев В.А., Хохлова А.В. и др. Апоптоз в опухолевых клетках, подвергнутых сочетанному действию гипертермии и облучения: исследование молекулярных механизмов и мишеней // Радиация и риск. 2018. Т. 27. № 2. С. 62–75. [Kabakov A.E., Kudryavtsev V.A., Khokhlova A.V. et al. Apoptosis in tumor cells subjected to the combined action of hyperthermia and irradiation: a study of the molecular mechanisms and targets // Radiation and Risk. 2018. V. 27. № 2. P. 62–75 (In Russ.)]. https://doi.org/10.21870/0131-3878-2018-27-2-62-75Chatterjee S. and Burns T.F. Targeting Heat Shock Proteins in Cancer: A Promising Therapeutic Approach // Int. J. Mol. Sci. 2017. V. 18. P. 1978. https://doi.org/10.3390/ijms18091978Хохлова А.В., Якимова А.О., Мосина В.А. и др. Гипертермия как способ повышения радиочувствительности опухолевых клеток, невосприимчивых к фармакологическим радиосенсибилизаторам // Радиац. биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60. № 5. С. 516–523. [Khokhlova A.V., Yakimova A.O., Mosina V.A. et al. Hyperthermia as a Method of Radiosensitization of Tumor Cells Unsusceptible to Pharmacological Radiosensitizers // Radiation Biology. Radioecology. 2020. V. 60. № 5. P. 516–523. (In Russ.)]. https://doi.org/10.31857/S0869803120050057Rossi A., Ciafrè S., Balsamo M. et al. Targeting the heat shock factor 1 by RNA interference: a potent tool to enhance hyperthermochemotherapy efficacy in cervical cancer // Cancer Res. 2006. V. 66. P. 7678–7685. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-05-4282Кудрявцев В.А., Макарова Ю.М., Кабаков А.Е. Термосенсибилизация опухолевых клеток ингибиторами активности и экспрессии шаперонов // Биомед. химия. 2012. Т. 58. № 6. С. 662–672. [Kudryavtsev V.A., Makarova Y.M., Kabakov A.E. Thermosensitization of tumor cells with inhibitors of chaperone activity and expression // Biomedical Chemistry. 2012. V. 58. № 6. P. 662–672. (In Russ.)]. https://doi.org/10.18097/pbmc20125806662Kabakov A.E., Gabai V.L. Cell death and survival assays // Meth. Mol. Biol. 2018. V. 1709. P. 107–127. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7477-1_9Schmittgen T.D. and Livak K.J. Analyzing real-time PCR data by the comparative C(T) method // Nature Prot.2008. V. 3. № 6. P. 1101–1108. https://doi.org/10.1038/nprot.2008.73RefFinder. Доступно по: https://heartcure.com.au/reffinder (ссылка активна на 31.01.2022).Kabakov A.E., Gabai V.L. HSP70s in Breast Cancer: Promoters of Tumorigenesis and Potential Targets/Tools for Therapy // Cells. 2021. V. 10. № 12. P. 3446. https://doi.org/10.3390/cells10123446Takaki T., Montagner M., Serres M.P. et al. Actomyosin drives cancer cell nuclear dysmorphia and threatens genome stability // Nature Communicat. 2017. V. 8. P. 16013. https://doi.org/10.1038/ncomms16013Jevtić P., Edens L.J., Vuković L.D., and Levy D.L. Sizing and shaping the nucleus: mechanisms and significance // Curr. Opin. Cell Biol. 2014. June. V. 28. P. 16–27. https://doi.org/10.1016/j.ceb.2014.01.003Stephens A.D., Banigan E.J., Marko J.F. Chromatin’s physical properties shape the nucleus and its functions // Curr. Opin. Cell Biol. 2019. V. 58. P. 76–84. https://doi.org/10.1016/j.ceb.2019.02.006Lee S.-Y., Fiorentini G., Szasz A.M. et al. Quo Vadis Oncological Hyperthermia // Front. Oncol. 2020. V. 10. P. 1690. https://doi.org/10.3389/fonc.2020.01690Курпешев О.K., van der Zee J. Локорегионарная гипертермия злокачественных опухолей: Методики, термометрия, аппаратура // Мед. радиология и радиац. безопасность. 2017. Т. 62. № 5. С. 52–63. [Kurpeshev O.K., van der Zee J. Locoregional Hyperthermia of Malignant Tumors: Methods, Thermometry, Machines // Medical Radiology and Radiation Safety. 2017. V. 62. № 5. P. 52–63 (In Russ.)].Kabakov A.E., Yakimova A.O. Hypoxia-induced cancer cell responses driving radioresistance of hypoxic tumors: approaches to targeting and radiosensitizing // Cancers. 2021. V. 13. № 5. P. 1–52. https://doi.org/10.3390/cancers13051102Кудрявцев В.А., Хохлова А.В., Селиванова Е.И. и др. Усиленная радиосенсибилизация опухолевых клеток с помощью комбинации ингибиторов активности и экспрессии шаперонов // Радиац. биология. Радиоэкология. 2018. Т. 58. № 1. С. 26–34. [Kud-ryavtsev V.A., Khokhlova A.V., Selivanova E.I. et al. Enhanced radiosensitization of tumor cells by means of combination of inhibitors of chaperone activity and chaperone expression // Radiation Biology. Radioeco-logy. 2018. V. l. 58. № 1. Р. 26–34. (In Russ.)]. https://doi.org/10.7868/S0869803118010034