ФАКТОР РОСТА НЕРВОВ ИНГИБИРУЕТ МИГРАЦИЮ, КЛОНОГЕННОСТЬ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕТАБОЛИЗМ МИТОХОНДРИЙ КЛЕТОК ГЛИОМЫ U251



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Глиобластома (ГБМ) — самая злокачественная опухоль центральной нервной системы. Темозоломид является стандартом лечения глиом, но его применение часто приводит к лекарственной резистентности и рецидивам ГБМ. Существует острая необходимость в исследованиях для поиска новых препаратов, позволяющих повысить эффективность стандартных методов лечения.

Цель ‒ изучить эффекты фактора роста нервов (NGF), темозоломида (ТМЗ) на клоногенность, миграцию и энергетический метаболизм митохондрий клеток глиомы U251 человека.

Материалы и методы. Исследование проведено на клетках линии глиомы U251 человека.

Для анализа способности клеток глиомы образовывать колонии in vitro использовали тест на образование колоний. Миграцию клеток глиомы U251 оценивали с помощью анализа Scratch Assay. Для изучения митохондриального метаболизма в клетках глиомы измеряли скорость потребления кислорода (OCR) и скорость внеклеточного подкисления (ECAR), используя наборы Seahorse XF Сell Mito и Seahorse XF Glycolysis Stress Test соответственно.

Результаты. Обнаружено, что NGF (7,55×10-3 мкМ) и TMЗ (155 мкМ) ингибируют клоногенность клеток глиомы U251 на 66,2% и 73,5–81,3% в течение 1–2 сут., соответственно. Воздействие NGF (7,55×10-3 мкМ) также подавляет миграцию клеток глиомы U251 на 3-и и 4-е сутки. ТМЗ (155 мкМ) ингибирует миграцию клеток глиомы на 1–3 сут. Антиклоногенная и антимиграционная активность NGF и TMЗ, возможно, связана с их способностью снижать базальную скорость потребления кислорода, ингибировать АТФ-синтетазу и максимальное дыхание митохондрий в клетках глиомы человека U251. NGF и ТМЗ не влияли на гликолиз, гликолитическую емкость и гликолитический резерв в клетках глиомы U251 по сравнению с контролем.

Заключение. Таким образом, NGF и ТМЗ ингибируют миграцию, клоногенность и биоэнергетический метаболизм митохондрий в клетках глиомы U251, проявляя анти-митогенный, анти-миграционный и снижающий энергетический метаболизм эффекты.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Александр Николаевич Чернов

Институт экспериментальной медицины

Автор, ответственный за переписку.
Email: al.chernov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2464-7370

старший научный сотрудник, к.б.н., отдела общей патологии и патологической физиологии 

Россия

Руслан Иванович Глушаков

Email: glushakovruslan1@gmail.com
Россия

Софья С Ландынья

Институт экспериментальной медицины, Санкт-Петербург, Россия
Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

Email: sofia.lanynya@mail.ru

студент, старший лаборант

Россия

Ярослав А Шарапов

Институт экспериментальной медицины, Санкт-Петербург, Россия;
Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

Email: yarostloff@yandex.ru

студент, старший лаборант

Россия

Эльвира Сафуановна Галимова

Институт экспериментальной медицины, Санкт-Петербург, Россия;
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург, Россия

Email: elvira8galimova@gmail.com

старший научный сотрудник, к.б.н.

Израиль

Ольга Валерьевна Шамова

Институт экспериментальной медицины, Санкт-Петербург, Россия;
Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

Email: oshamova@yandex.ru

доктор медицинских наук, доцент, член-корреспондент РАН,

заведующий отделом общей патологии и патофизиологии

Список литературы

  1. Список литературы
  2. 1. International agency for research of cancer (Globocan) [Electronic resource]: the World of Health Organization, 2022. – Mode of access: http: www.globocan.iarc.fr. – Data of access: 08.05.2024.
  3. 2. Miller K.D., Ostrom Q.T., Kruchko C. et al. Brain and other central nervous system tumor statistics // CA Cancer J Clin. 2021. Vol. 71, No. 5. P. 381-406. doi: 10.3322/caac.21693
  4. 3. Skaga E., Kulesskiy E., Fayzullin A. et al. Intertumoral heterogeneity in patient-specific drug sensitivities in treatment-naïve glioblastoma // BMC Cancer. 2019. Vol. 19, No. 1. P. 628. doi: 10.1186/s12885-019-5861-4
  5. 4. Taylor O.G., Brzozowski J.S., Skelding K.A. Glioblastoma Multiforme: An Overview of Emerging Therapeutic Targets // Front Oncol. 2019. Vol. 9. P. 963. doi: 10.3389/fonc.2019.00963
  6. 5. Chernov A.N., Alaverdian D.A., Galimova E. S. et al. The phenomenon of multidrug resistance in glioblastomas // Hematol Oncol Stem Cell Ther. 2022. Vol. 15, No. 2. P. 1-7. doi: 10.1016/j.hemonc.2021.05.006
  7. 6. Olivier C., Oliver L., Lalier L. et al. Drug Resistance in Glioblastoma: The Two Faces of Oxidative Stress // Front Mol Biosci. 2021. Vol. 7. P. 620677. doi: 10.3389/fmolb.2020.620677
  8. 7. Marzagalli M., Fontana F., Raimondi M. et al. Cancer stem cells-key players in tumor relapse // Cancers. 2021. Vol. 13, No. 3. P. 376. doi: 10.3390/cancers13030376
  9. 8. Bazzoni R., Bentivegna A. Role of Notch Signaling Pathway in Glioblastoma Multiforme Pathogenesis // Cancers. 2019. Vol. 11, No. 3. P. 292. doi: 10.3390/cancers11030292
  10. 9. Bhuvanalakshmi G., Gamit N., Patil M., et al. Stemness, Pluripotentiality, and Wnt Antagonism: sFRP4, a Wnt antagonist Mediates Pluripotency and Stemness in Glioblastoma // Cancers. 2018. Vol. 11, No. 1. P. 25. doi: 10.3390/cancers11010025
  11. 10. Dymova M.A., Kuligina E.V., Richter V.A. Molecular Mechanisms of Drug Resistance in Glioblastoma // Int J Mol Sci. 2021. Vol. 22, No. 12. P. 6385. doi: 10.3390/ijms22126385
  12. 11. Diehn M., Cho R. W., Lobo N. A. et al. Association of reactive oxygen species levels and radioresistance in cancer stem cells // Nature. 2009. Vol. 458 (7239). P. 780–783. doi: 10.1038/nature07733
  13. 12. Wang L, Zhang X, Cui G. et al. A novel agent exerts antitumor activity in breast cancer cells by targeting mitochondrial complex II // Oncotarget. 2016. Vol. 7, No. 22. P. 32054-64. doi: 10.18632/oncotarget.8410
  14. 13. Redza-Dutordoir M, Averill-Bates D. A. Activation of apoptosis signalling pathways by reactive oxygen species // Biochim. Biophys. Acta. 2016. Vol. 1863, No. 12. P. 2977-2992. doi: 10.1016/j.bbamcr.2016.09.012
  15. 14. Li Y, Chang Y, Ye N, Chen Y. et al. Advanced glycation end products-induced mitochondrial energy metabolism dysfunction alters proliferation of human umbilical vein endothelial cells // Mol. Med. Rep. 2017. Vol. 15, No. 5. P. 2673-2680. doi: 10.3892/mmr.2017.6314
  16. 15. D’Alterio C., Scala S., Sozzi G. et al. Paradoxical effects of chemotherapy on tumor relapse and metastasis promotion // Semin Cancer Biol. 2020. Vol. 60. P. 351-361. doi: 10.1016/j.semcancer.2019.08.019
  17. 16. Franco M.L., Nadezhdin K.D., Light T.P. et al. Interaction between the transmembrane domains of neurotrophin receptors p75 and TrkA mediates their reciprocal activation // J Biol Chem. 2021. Vol. 297, No. 2. P. 100926. doi: 10.1016/j.jbc.2021.100926
  18. 17. Huang, E. J., Reichardt L.F. Neurotrophins: Roles in Neuronal Development and Function // Annu Rev Neurosci. 2001. Vol. 24. P. 677–736. doi: 10.1146/annurev.neuro.24.1.677
  19. 18. Donato M.D., Galasso G., Giovannelli P. et al. Targeting the Nerve Growth Factor Signaling Impairs the Proliferative and Migratory Phenotype of Triple-Negative Breast Cancer Cells // Front Cell Dev Biol. 2021. Vol. 9. P. 676568. doi: 10.3389/fcell.2021.676568
  20. 19. Paul A. B., Grant E. S.F., Habib K. The expression and localisation of beta-nerve growth factor (beta-NGF) in benign and malignant human prostate tissue: relationship to neuroendocrine differentiation // Br J Cancer. 1996. Vol. 74, No. 12. P. 1990-6. doi: 10.1038/bjc.1996.665
  21. 20. Sierra-Fonseca J. A., Najera O., Martinez-Jurado J. et al. Nerve growth factor induces neurite outgrowth of PC12 cells by promoting Gβγ-microtubule interaction // BMC Neurosci. 2014. Vol. 15. P. 132. doi: 10.1186/s12868-014-0132-4
  22. 21. Li R., Li D., Wu C. et al. Nerve growth factor activates autophagy in Schwann cells to enhance myelin debris clearance and to expedite nerve regeneration // Theranostics. 2020. Vol. 10, No. 4. P. 1649-1677. doi: 10.7150/thno.40919
  23. 22. Буравлев В.М., Вепринцев Б.Н., Викторов И.В. и др. Руководство по культивированию нервной ткани. Методы. Техника. Проблемы. Москва: Наука, 1988. 315 с.
  24. 23. Li C., Zhou C., Wang S. et al. Sensitization of glioma cells to tamoxifen-induced apoptosis by Pl3-kinase inhibitor through the GSK-3β/β-catenin signaling pathway // PLoS One. 2011. Vol. 6, No. 10. P. e27053. doi: 10.1371/journal.pone.0027053
  25. 24. Ge H, Mu L, Jin L. et al. Tumor associated CD70 expression is involved in promoting tumor migration and macrophage infiltration in GBM // Int J Cancer. 2017. Vol. 141, No. 7. P. 1434-1444. doi: 10.1002/ijc.30830
  26. 25. Gu X, Ma Y, Liu Y. et al. Measurement of mitochondrial respiration in adherent cells by Seahorse XF96 Cell Mito Stress // STAR Protoc. 2020. Vol. 2, No. 1. P. 100245. doi: 10.1016/j.xpro.2020.10024
  27. 26. Little AC, Kovalenko I, Goo LE, et al. High-content fluorescence imaging with the metabolic flux assay reveals insights into mitochondrial properties and functions // Commun Biol. 2020. Vol. 3, No. 1. P. 271. doi: 10.1038/s42003-020-0988-z
  28. 27. Li Y, Chang Y, Ye N. et al. Advanced glycation end products‑induced mitochondrial energy metabolism dysfunction alters proliferation of human umbilical vein endothelial cells // Mol Med Rep. 2017. Vol. 15, No. 5. P. 2673-2680. doi: 10.3892/mmr.2017.6314
  29. 28. Agilent Seahorse XF Glycolysis Stress Test Kit User Guide Kit 103020-100; Agilent Technologies, Inc., USA, 2019. 22 p.
  30. 29. Гланц С. Медико-биологическая статистика. Москва: Практика, 1999. 459 с.
  31. 30. Zhou X., Hao Q., Liao P. et al. Nerve growth factor receptor negates the tumor suppressor p53 as a feedback regulator // eLife. 2016. Vol. 5. P. e15099. doi: 10.7554/eLife.1509
  32. 31. Aubert L., Guilbert M., Corbet C. et al. NGF-induced TrkA/CD44 association is involved in tumor aggressiveness and resistance to lestaurtinib // Oncotarget. 2015. Vol. 6, № 12. P. 9807-19. doi: 10.18632/oncotarget.3227
  33. 32. Johnston A.L., Lun X., Rahn J.J. et al. The p75 neurotrophin receptor is a central regulator of glioma invasion // PLoS Biol. 2007. Vol. 5, № 8. P. e212. doi: 10.1371/journal.pbio.0050212
  34. 33. Tong B., Pantazopoulou V., Johansson E. et al. The p75 neurotrophin receptor enhances HIF-dependent signaling in glioma // Exp Cell Res. 2018. Vol. 371, № 1. P. 122-129. doi: 10.1016/j.yexcr.2018.08.002
  35. 34. Wang T.C., Luo S.J., Lin C.L. et al. Modulation of p75 neurotrophin receptor under hypoxic conditions induces migration and invasion of C6 glioma cells // Clin Exp Metastasis. 2015. Vol. 32, № 1. P. 73-81. doi: 10.1007/s10585-014-9692-z
  36. 35. Donato M.D., Galasso G., Giovannelli P. et al. Targeting the Nerve Growth Factor Signaling Impairs the Proliferative and Migratory Phenotype of Triple-Negative Breast Cancer Cells // Front Cell Dev Biol. 2021. Vol. 9. P. 676568. doi: 10.3389/fcell.2021.676568
  37. 36. Arthurs A L., Keating DJ., Stringer BW., Conn SJ. The Suitability of Glioblastoma Cell Lines as Models for Primary Glioblastoma Cell Metabolism // Cancers (Basel). 2020. Vol. 12, № 12. P. 3722. doi: 10.3390/cancers12123722
  38. 37. Warburg O. On the Origin of Cancer Cells // Science. 1956. Vol. 123. P. 309–314. doi: 10.1126/science.123.3191.309
  39. 38. Vlashi E, Lagadec C, Vergnes L. et al. Metabolic state of glioma stem cells and nontumorigenic cells // Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108(38):16062-7. doi: 10.1073/pnas.1106704108
  40. 39. Di K, Lomeli N., Bota D A. et al. Magmas inhibition as a potential treatment strategy in malignant glioma // J Neurooncol. 2019. Vol. 141, No. 2. P. 267-276. doi: 10.1007/s11060-018-03040-8
  41. 40. Kanu L. N., Ross A. E., Farhat W. et al. Development and Characterization of a Photocrosslinkable, Chitosan-Based, Nerve Growth Factor-Eluting Hydrogel for the Ocular Surface // Transl Vis Sci Technol. 2024. Vol. 13, No. 6:12. doi: 10.1167/tvst.13.6.12.
  42. 41. Nerve Growth Factor Eye Drops Treatment in Patients With Retinitis Pigmentosa and Cystoid Macular Edema (NEMO). Режим доступа: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02609165?cond=NGF&draw=5&rank=34. Дата доступа: 29.06.2024.
  43. 42. An 8-week Study to Evaluate Safety and Efficacy of NGF Eye Drops Solution Versus Vehicle in Patients With Dry Eye. Режим доступа: Clinical Trials. – Mode of access: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03019627?cond=NGF&draw=7&rank=54 Дата доступа: 29.06.2024.
  44. 43. Cvrljevic A.N., Akhavan D, Wu M. et al. Activation of Src induces mitochondrial localization of de2-7EGFR (EGFRvIII) in glioma cells: implications for glucose metabolism // Cell Sci. 2011. Vol. 124, Pt 17. P. 2938-50. doi: 10.1242/jcs.083295

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор,


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах