Экспрессия белков цитоскелета – цитокератинов и бета-III тубулина в клетках культур меланомы человека из коллекции НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина

Введение. Несмотря на достижения в лечении меланомы, результаты терапии нельзя признать удовлетворительными, и поиск новых препаратов и эффективных комбинаций лекарств продолжается. Разрабатываются препараты, направленные на снижение метастатического потенциала опухолей, – миграстатики. Точкой приложения этой группы препаратов могут являться белки цитоскелета опухолевой клетки, к которым относятся промежуточные филаменты – цитокератины (Цк) и белок микротрубочек бета-III тубулин (TUBB3).

Цель исследования – формирование панели культур клеток меланомы с охарактеризованной экспрессией Цк и TUBB3 для создания информативной клеточной модели in vitro для скрининга и изучения миграстатиков.

Материалы и методы. Исследован молекулярный фенотип 21 культуры клеток меланомы из коллекции клеточных линий ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России, из которых 18 культур получены из метастазов опухоли в лимфатические узлы, мягкие ткани или подкожно. Оценка уровня экспрессии TUBB3 и de novo экспрессии Цк в клетках, экспрессирующих виментин (Вим) (Цк + Вим), проведена иммунофлуоресцентным методом, ассоциированным с проточной цитометрией.

Результаты. экспрессия TUBB3 выявлена во всех исследованных культурах, de novo экспрессия Цк – в 20 из 21 культуры. Исключение составила первичная увеальная меланома 92-1, не экспрессирующая Цк + Вим. Оба показателя значительно различались между клетками исследованной панели: коэкспрессия Цк + Вим – от 0 до 91 %, TUBB3 – от 18 до 86 %. корреляции между уровнями экспрессии TUBB3 и Цк + Вим не выявлено (коэффициент корреляции пирсона r = 0,11; p = 0,65). Выделены 3 группы культур клеток с разным соотношением уровня экспрессии TUBB3 и коэкспрессии Цк + Вим: 1) сходный уровень показателей экспрессии маркеров; 2) уровень коэкспрессии Цк + Вим в большей или меньшей степени превышает показатель для TUBB3; 3) уровень экспрессии TUBB3 в разной степени превышает показатель коэкспрессии Цк + Вим.

Заключение. Сформирована панель из 21 культуры клеток меланомы человека, в которых количественно охарактеризована экспрессия Цк и TUBB3 – белков цитоскелета, ответственных за миграционную активность опухолевых клеток. Группы культур с разным соотношением показателей экспрессии этих маркеров могут быть использованы для скрининга и доклинической оценки потенциальных миграстатиков, которые уменьшают метастатический потенциал меланомы и могут снижать резистентность к таксанам.

1. Skudalski L., Waldman R., Kerr P.E., Grant-Kels J.M. Melanoma: an update on systemic therapies. J Am Acad Dermatol 2022;86(3):515–24. DOI: 10.1016/j.jaad.2021.09.075

2. Gandalovičová A., Rosel D., Fernandes M. et al. Migrastatics-antimetastatic and anti-invasion drugs: promises and challenges. Trends Cancer 2017;3(6):391–406. DOI: 10.1016/j.trecan.2017.04.008

3. Maiques O., Fanshawe B., Crosas-Molist E. et al. A preclinical pipeline to evaluate migrastatics as therapeutic agents in metastatic melanoma. Br J Cancer 2021;125(5):699–713. DOI: 10.1038/s41416-021-01442-6

4. Chu Y.W., Seftor E.A., Romer L.H., Hendrix M.J. Experimental coexpression of vimentin and keratin intermediate filaments in human melanoma cells augments motility. Am J Pathol 1996;148(1):63–9.

5. Hendrix M.J., Seftor E.A., Chu Y.W. et al. Coexpression of vimentin and keratins by human melanoma tumor cells: correlation with invasive and metastatic potential. J Natl Cancer Inst 1992;84(3):165–74. DOI: 10.1093/jnci/84.3.165

6. Hendrix M.J., Seftor E.A., Seftor R.E. et al. Biologic determinants of uveal melanoma metastatic phenotype: role of intermediate filaments as predictive markers. Lab Invest 1998;78(2):153–63.

7. Zhang K., Liang Y., Zhang W. et al. KRT81 knockdown inhibits malignant progression of melanoma through regulating interleukin-8. DNA Cell Biol 2021;40(10):1290–7. DOI: 10.1089/dna.2021.0317

8. Han W., Hu C., Fan Z.J., Shen G.L. Transcript levels of keratin 1/5/6/14/15/16/17 as potential prognostic indicators in melanoma patients. Sci Rep 2021;11(1):1023. DOI: 10.1038/s41598-020-80336-8

9. Plotzke J.M., Zhao R., Hrycaj S.M. et al. Immunohistochemical expression of PAX8, PAX2, and cytokeratin in melanomas. J Cutan Pathol 2021;48(10):1246–51. DOI: 10.1111/cup.14041

10. Plaza J.A., Suster D., Perez-Montiel D. Expression of immunohistochemical markers in primary and metastatic malignant melanoma: a comparative study in 70 patients using a tissue microarray technique. Appl Immunohistochem Mol Morphol 2007;15(4):421–5. DOI: 10.1097/PAI.0b013e318032ea5d

11. Ben-Izhak O., Stark P., Levy R. et al. Epithelial markers in malignant melanoma. A study of primary lesions and their metastases. Am J Dermatopathol 1994;16(3):241–6. DOI: 10.1097/00000372-199406000-00003

12. Safadi R.A., Bader D.H., Abdullah N.I., Sughayer M.A. Immunohistochemical expression of keratins 6, 7, 8, 14, 16, 18, 19, and MNF-116 pancytokeratin in primary and metastatic melanoma of the head and neck. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol 2016;121(5):510–9. DOI: 10.1016/j.oooo.2015.11.016

13. Altonsy M.O., Ganguly A., Amrein M. et al. Beta3-tubulin is critical for microtubule dynamics, cell cycle regulation, and spontaneous release of microvesicles in human malignant melanoma cells (A375). Int J Mol Sci 2020;21(5):1656. DOI: 10.3390/ijms21051656

14. Orfanidis K., Wäster P., Lundmark K. et al. Evaluation of tubulin β-3 as a novel senescence-associated gene in melanocytic malignant transformation. Pigment Cell Melanoma Res 2017;30(2):243–54. DOI: 10.1111/pcmr.12572

15. Akasaka K., Maesawa C., Shibazaki M. et al. Loss of class III betatubulin induced by histone deacetylation is associated with chemosensitivity to paclitaxel in malignant melanoma cells. J Invest Dermatol 2009;129(6):1516–26. DOI: 10.1038/jid.2008.406

16. Shimizu A., Kaira K., Yasuda M. et al. Decreased expression of class III β-tubulin is associated with unfavourable prognosis in patients with malignant melanoma. Melanoma Res 2016;26(1):29–34. DOI: 10.1097/CMR.0000000000000208

17. Мамичев И.А., Богуш Т.А., Богуш Е.А. и др. Белок микротрубочек βIII-тубулин: строение, экспрессия и функции в нормальных и опухолевых клетках. Антибиотики и химиотерапия 2018;63(7–8):79–90.

18. Bogush T.A., Basharina A.A., Safarov Z.M. et al. Molecular diagnostics of the involvement of visually normal mucosa in the malignancy process in urothelial bladder cancer. Mol Biol 2022;56:592–9. DOI: 10.1134/S0026893322040033

19. Bogush T.A., Basharina A.A., Eliseeva B.K. et al. A new approach to epithelial-mesenchymal transition diagnostics in epithelial tumors: double immunofluorescent staining and flow cytometry. Biotechniques 2020;69(4):257–63. DOI: 10.2144/btn2020-0024

20. Kralova V., Hanušová V., Caltová K. et al. Flubendazole and mebendazole impair migration and epithelial to mesenchymal transition in oral cell lines. Chem Biol Interact 2018;293:124–32. DOI: 10.1016/j.cbi.2018.07.026

21. Meco D., Attinà G., Mastrangelo S. et al. Emerging perspectives on the antiparasitic mebendazole as a repurposed drug for the treatment of brain cancers. Int J Mol Sci 2023;24(2):1334. DOI: 10.3390/ijms24021334

22. Rebastinib plus antitubulin therapy with paclitaxel or eribulin in metastatic breast cancer. Available at: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02824575

23. Mhaidat N.M., Thorne R.F., de Bock C.E. et al. Melanoma cell sensitivity to Docetaxel-induced apoptosis is determined by class III beta-tubulin levels. FEBS Lett 2008;582(2):267–72. DOI: 10.1016/j.febslet.2007.12.014