Ингибирование глюкокортикоидиндуцированной экспрессии REDD1 рапамицином в клетках рака молочной железы

Введение. В комбинированной терапии рака молочной железы в качестве адъюванта для расширения терапевтического интервала основного цитотоксического препарата и снижения побочных эффектов химиотерапии применяют глюкокортикоиды. Однако они вызывают развитие серьезных осложнений и могут способствовать прогрессии опухоли. В последнее десятилетие появились данные о том, что побочные эффекты глюкокортикоидов опосредованы активацией экспрессии гена REDD1. На их основе мы разработали новую стратегию химиотерапии злокачественных новообразований кроветворной системы, направленную на уменьшение нежелательных явлений при применении данных препаратов. Успешное тестирование комбинаций глюкокортикоидов и ингибиторов экспрессии REDD1 на моделях опухолей кроветворной системы позволило использовать данную схему в лечении определенных подтипов рака молочной железы.
Цель исследования – оптимизация условий обработки клеток рака молочной железы комбинацией глюкокортикоидов и ингибиторов экспрессии REDD1 на примере рапамицина.
Материалы и методы. В работе использовались клетки рака молочной железы MCF-7 и MDA-MB-231. антипролиферативную активность определяли путем прямого подсчета клеток, экспрессию REDD1 – методами вестерн-блоттинга и количественной полимеразной цепной реакции.
Результаты. Было показано, что рапамицин может подавлять базальную и индуцированную глюкокортикоидами экспрессию REDD1 в клетках рака молочной железы люминального и тройного негативного подтипов. Способность этого препарата подавлять жизнеспособность клеток рака молочной железы была гораздо менее выражена, чем клеток лейкозов и лимфом.
Заключение. Наблюдаемое подавление пролиферации клеток рака молочной железы после их инкубации с рапамицином и дексаметазоном, а также способность рапамицина снижать базальную и индуцированную глюкокортикоидами экспрессию REDD1 в клетках рака молочной железы обусловливают актуальность исследования влияния комбинаций глюкокортикоидов и ингибиторов экспрессии REDD1 класса модуляторов сигнального пути PI3K/Akt/mTOR (фосфоинозитид-3-киназа/α-серин-треониновая киназа/мишень рапамицина млекопитающих) на клетки рака молочной железы.

1. Volden P.A., Conzen S.D. The influence of glucocorticoid signaling on tumor progression. Brain Behav Immun 2013;30:S26–31. DOI: 10.1016/j.bbi.2012.10.022.

2. Belova L., Delgado B., Kocherginsky M. et al. Glucocorticoid receptor expression in breast cancer associates with older patient age. Breast Cancer Res Treat 2009;116(3):441–7. DOI: 10.1007/s10549-008-0136-9.

3. Baida G., Bhalla P., Kirsanov K. et al. REDD1 functions at the crossroads between the therapeutic and adverse effects of topical glucocorticoids. EMBO Mol Med 2015;7(1):42–58. DOI: 10.15252/emmm.201404601.

4. Lesovaya E., Agarwal S., Readhead B. et al. Rapamycin modulates glucocorticoid receptor function, blocks atrophogene REDD1, and protects skin from steroid atrophy. J Invest Dermatol 2018;138(9):1935–44. DOI: 10.1016/j.jid.2018.02.045.

5. Lesovaya E.A., Savinkova A.V., Morozova O.V. et al. A Novel approach to safer glucocorticoid receptor-targeted antilymphoma therapy via REDD1 (regulated in development and DNA damage 1) inhibition. Mol Cancer Ther 2020;19(9):1898–908. DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-19-1111.

6. Agarwal S., Mirzoeva S., Readhead B. et al. PI3K inhibitors protect against glucocorticoid-induced skin atrophy. EBioMedicine 2019;41:526–37. DOI: 10.1016/j.ebiom.2019.01.055.

7. Lan Y.C., Chang C.L., Sung M.T. et al. Zoledronic acid-induced cytotoxicity through endoplasmic reticulum stress triggered REDD1-mTOR pathway in breast cancer cells. Anticancer Res 2013;33(9):3807–14.

8. Yun S.M., Woo S.H., Oh S.T. et al. Melatonin enhances arsenic trioxideinduced cell death via sustained upregulation of REDD1 expression in breast cancer cells. Mol Cell Endocrinol 2016;422:64–73. DOI: 10.1016/j.mce.2015.11.016.

9. Pinto J.A., Rolfo C., Raez L.E. et al. In silico evaluation of DNA damage inducible transcript 4 gene (DDIT4) as prognostic biomarker in several malignancies. Sci Rep 2017;7:1526. DOI: 10.1038/s41598-017-01207-3.

10. Tirado-Hurtado I., Fajardo W., Pinto J.A. DNA Damage inducible transcript 4 gene: the switch of the metabolism as potential target in cancer. Front Oncol 2018;8:106. DOI: 10.3389/fonc.2018.00106.

11. Жидкова Е.М., Кузин К.А., Тилова Л.Р. и др. Сравнительный анализ биологических эффектов селективного агониста глюкокортикоидного рецептора CpdA на клеточные линии рака молочной железы различных молекулярных подтипов. Сибирский онкологический журнал 2017;16(6):41–6. [Zhidkova E.M., Kuzin K.A., Tilova L.R. et al. Comparative analysis of biological effects of selective activator of the glucocorticoid receptor CpdA on different subtypes of breast cancer cell lines. Sibirskij onkologicheskij zhurnal = Siberian journal of oncology 2017;16(6):41–6. (In Russ.)]. DOI: 10.21294/1814-4861-2017-16-6-41-46.

12. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem 1976;72:248–54. DOI: 10.1006/abio.1976.9999.