Preview

Успехи молекулярной онкологии

Расширенный поиск

Роль ингибирования аутофагии в изменении цитотоксичности темозоломида на клеточных линиях меланомы

https://doi.org/10.17650/2313-805X-2017-4-3-75-82

Полный текст:

Аннотация

Введение. Несмотря на современные успехи в терапии метастатической меланомы кожи, эта нозология остается крайне резистентной к существующим препаратам. Современные данные свидетельствуют о том, что опухоли могут преодолевать гибель посредством аутофагии – процесса, при котором опухолевые клетки переваривают свои собственные белки и клеточные компоненты при недостатке энергии и дефиците питательных веществ.

Цель работы – исследование влияния ингибиторов аутофагии, таких как хлорокин (CQ) и LY-294.002 (LY) на цитотоксичность темозоломида (TMZ) в клеточных линиях меланомы человека. Материалы и методы. Работа проведена на клеточных линиях меланомы Mel Z, Mel IL и Mel MTP, полученных от пациентов, проходивших лечение в РОНЦ им. Н. Н. Блохина. Оценку антипролиферативной активности TMZ в комбинации с ингибиторами аутофагии исследовали с помощью МТТ-теста и метода колониеобразования. Мы оценили изменение клеточного цикла, активацию апоптоза и изменение экспрессии основных маркеров аутофагии при комбинированной терапии.

Результаты. CQ и LY усиливали цитотоксичность TMZ и снижали число жизнеспособных колоний во всех изученных линиях, при этом оба ингибитора увеличивали накопление популяции клеток в стадии G0 / G1 в линиях Mel Z, Mel IL, но не в Mel MTP. Показано также, что CQ и LY синергично активировали апоптоз во всех исследованных линиях. Анализ экспрессии матричной РНК ключевых генов аутофагии свидетельствовал о вовлечении данного процесса в цитотоксичность.

Заключение. Инактивация аутофагии на разных этапах данного процесса позволяет преодолевать резистентность к TMZ и может быть рассмотрена как перспективная мишень для терапии меланомы.

Об авторах

О. О. Рябая
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России; ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России.
Россия
117997 Москва, ул. Островитянова, 1.


А. Н. Иншаков
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России.
Россия
115478 Москва, Каширское шоссе, 24.


А. А. Малышева
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России.
Россия
115478 Москва, Каширское шоссе, 24.


И. С. Абрамов
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России; ФГБУН «Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН».
Россия
119991 Москва, ул. Вавилова, 32.


Н. В. Шолина
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России.
Россия
115478 Москва, Каширское шоссе, 24.


Д. А. Хоченков
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России.
Россия
115478 Москва, Каширское шоссе, 24.


Е. В. Степанова
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России.
Россия
115478 Москва, Каширское шоссе, 24.


Список литературы

1. Saito R.F., Tortelli T.C. Jr, Jacomassi M.D. et al. Emerging targets for combination therapy in melanomas. FEBS Lett 2015;589(22):3438–48.

2. Soura E., Eliades P.J., Shannon K. et al. Hereditary melanoma: update on syndromes and management: emerging melanoma cancer complexes and genetic counseling. J Am Acad Dermatol 2016;74(3):411–20.

3. Luke J., Schwartz G. Chemotherapy in the management of advanced cutaneous malignant melanoma. Clin in Dermat 2013;31(3):290–7.

4. Yeramian A., Sorolla A., Velasco A. et al. Inhibition of activated receptor tyrosine kinases by Sunitinib induces growth arrest and sensitizes melanoma cells to Bortezomib by blocking Akt pathway. Int J Cancer 2012;130:967–78.

5. Zhang J., Stevens M.F., Bradshaw T.D. Temozolomide: mechanisms of action, repair and resistance. Curr Mol Pharmacol 2012;5(1):102–14.

6. Denny B.J., Wheelhouse R.T., Stevens M.F. et al. NMR and molecular modeling investigation of the mechanism of activation of the antitumor drug temozolomide and its interaction with DNA. Biochemistry 1994;33(31):9045–51.

7. Hirose Y., Berger M.S., Pieper R.O. p53 effects both the duration of G2/M arrest and the fate of temozolomide-treated human glioblastoma cells. Cancer Res 2001;61(5):1957–63.

8. Kanzawa T., Germano I.M., Komata T. et al. Role of autophagy in temozolomideinduced cytotoxicity for malignant glioma cells. Cell Death Differ 2004;1(4): 448–57.

9. Rangwala R., Leone R., Chang Y.C. et al. Phase I trial of hydroxychloroquine with dose-intense temozolomide in patients with advanced solid tumors and melanoma. Autophagy 2014;10(8):1369–79.

10. Mathew R., Karantza-Wadsworth V., White E. Role of autophagy in cancer. Nat Rev Cancer 2007;7(12):961–7.

11. Maes H., Martin S., Verfaillie T., Agostinis P. Dynamic interplay between autophagic flux and Akt during melanoma progression in vitro. Exp Dermatol 2014;23(2):101–6.

12. Lazova R., Camp R.L., Klump V. et al. Punctate LC3B expression is a common feature of solid tumors and associated with proliferation, metastasis, and poor outcome. Clin Cancer Res 2012;18(2):370–79.

13. Guo J.Y., Chen H.Y., Mathew R. et al. Activated Ras requires autophagy to maintain oxidative metabolism and tumorigenesis. Genes Dev 2011;25(5):460–70.

14. Thorburn A., Morgan M.J. Targeting autophagy in BRAF mutant tumors. Cancer Discov 2015;5(4):353–4.

15. National Library of Medicine US. Clinical trials investigating the use of chloroquine in cancer: NCT01575782, NCT00969306, NCT01446016, NCT01023477, NCT01469455, NCT01438177, NCT01727531, NCT00224978. Сlinicaltrials.gov: Bethesda, MD, 2013.

16. National Library of Medicine US. Clinical trials investigating the use of hydroxychloroquine in cancer: NCT01273805, NCT00933803, NCT01006369, NCT01480154, NCT00765765, NCT00728845, NCT01266057, NCT00813423, NCT01494155, NCT01023737, NCT00786682, NCT00726596, NCT01417403, NCT00809237, NCT00909831, NCT00714181, NCT00714181, NCT01206530, NCT01026844, NCT00486603, NCT01649947, NCT00977470, NCT01506973, NCT01128296, NCT00568880, NCT01144169, NCT00962845, NCT01292408, NCT01689987, NCT01550367, NCT01396200, NCT01227135, NCT01602588, NCT01510119, NCT00031824, NCT01548768, NCT00908089, NCT01687179, NCT00405275, NCT00771056, NCT01709578. Сlinicaltrials.gov: Bethesda, MD, 2013.

17. Katayama M., Kawaguchi T., Berger M.S., Pieper R.O. DNA damaging agent-induced autophagy produces a cytoprotective adenosine triphosphate surge in malignant glioma cells. Cell Death Differ 2007;14(3):548–58.

18. Ma X.H., Piao S., Wang D. et al. Measurements of tumor cell autophagy predict invasiveness, resistance to chemotherapy, and survival in melanoma. Clin Cancer Res 2011;17(10):3478–89.

19. Amaravadi R.K., Yu D., Lum J.J. et al., Autophagy inhibition enhances therapyinduced apoptosis in a Myc-induced model of lymphoma. J Clin Invest 2007;117(2):326–36.

20. Guo X.L., Li D., Hu F. et al. Targeting autophagy potentiates chemotherapy-induced apoptosis and proliferation inhibition in hepatocarcinoma cells. Cancer Lett 2012;320(2):171–9.

21. Carew J.S., Nawrocki S.T., Cleveland J.L. Modulating autophagy for therapeutic benefit. Autophagy 2007;3(5):464–7.

22. Lee S.W., Kim H.K., Lee N.H. et al. The synergistic effect of combination temozolomide and chloroquine treatment is dependent on autophagy formation and p53 status in glioma cells. Cancer Lett 2015;360(2):195–204.

23. Carlino M.S., Todd J.R., Gowrishankar K. et al. Differential activity of MEK and ERK inhibitors in BRAF inhibitor resistant melanoma. Mol Oncol 2014;8(3):544–54.

24. Yang Y.P., Hu L.F., Zheng H.F. et al. Application and interpretation of current autophagy inhibitors and activators. Acta Pharmacol Sin 2013;34(5): 625–35.

25. Davies H., Bignell G.R., Cox C. et al. Mutations of the BRAF gene in human cancer. Nature 2002;417(6892):949–54.

26. Armstrong J.L., Corazzari M., Martin S. et al. Oncogenic B-RAF signaling in melanoma impairs the therapeutic advantage of autophagy inhibition. Clin Cancer Res 2011;17(8):2216–26.

27. Ma X.H., Piao S.F., Dey S. et al. Targeting ER stress-induced autophagy overcomes BRAF inhibitor resistance in melanoma. J Clin Invest 2014;124(3):1406–17.

28. Mikhaylova I.N., Kovalevsky D.A., Morozova L.F. et al. Cancer/testis genes expression in human melanoma cell lines. Melanoma Res 2008;18(5):303–13.

29. Miracco C., De Nisi M.C., Arcuri F. et al. Macrophage migration inhibitory factor protein and mRNA expression in cutane ous melanocytic tumours. Int J Oncol 2006;28(2):345–52.

30. Рябая О.О., Цыганова И.В., Сидорова Т .А. и др. Влияние активирующих мутаций V600 гена B-RAF на способность клеток меланомы к аутофагии. Cаркомы костей, мягких тканей и опухоли кожи 2013;(3):68–72. [Ryabaya O.O., Tsyganova I.V., Sidorova Т .А. et al. Effect of Activating V600 mutations of the B-RAF gene on the ability of melanoma cells to autophagy. Sarkomy kostey, myagkikh tkaney i opukholi kozhi = Sarkomas of Bones, Soft Tissues and Skin Tumors 2013;(3):68–72. (In Russ.)].

31. Kimura T., Takabatake Y., Takahashi A., Isaka Y. Chloroquine in cancer therapy: a double-edged sword of autophagy. Cancer Res 2013;73(1):3–7.

32. Diez H., Benitez M.J., Fernandez S. et al. Class I PI3-kinase or Akt inhibition do not impair axonal polarization, but slow down axonal elongation. Biochim Biophys Acta 2016;1863(11):2574–83.

33. Klionsky D.J., Abdelmohsen K., Abe A. et al. Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (3rd edn). Autophagy 2016;12(1):1–222.

34. Mathew R., Karp C.M., Beaudoin B. et al. Autophagy suppresses tumorigenesis through elimination of p62. Cell 2009;137(6):1062–75.

35. Pankiv S., Clausen T.H., Lamark T. et al. p62/SQSTM1 binds directly to Atg8/LC3 to facilitate degradation of ubiquitinated protein aggregates by autophagy. J Biol Chem 2007;282(33):24131–45.

36. Amaravadi R., Kimmelman A.C., White E. Recent insights into the function of autophagy in cancer. Genes Dev 2016;30(17):1913–30.


Для цитирования:


Рябая О.О., Иншаков А.Н., Малышева А.А., Абрамов И.С., Шолина Н.В., Хоченков Д.А., Степанова Е.В. Роль ингибирования аутофагии в изменении цитотоксичности темозоломида на клеточных линиях меланомы. Успехи молекулярной онкологии. 2017;4(3):75-82. https://doi.org/10.17650/2313-805X-2017-4-3-75-82

For citation:


Ryabaya O.O., Inshakov A.N., Malysheva A.A., Abramov I.S., Sholina N.V., Khochenkov D.A., Stepanova E.V. The role of autophagy inhibition in the enhanced cytotoxicity of temozolomide on melanoma cell lines. Advances in molecular oncology. 2017;4(3):75-82. (In Russ.) https://doi.org/10.17650/2313-805X-2017-4-3-75-82

Просмотров: 167


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2313-805X (Print)
ISSN 2413-3787 (Online)