Значение предсуществующей лекарственной устойчивости, обусловленной гиперэкспрессией Р-гликопротеина, для формирования резистентности к бортезомибу

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель исследования – изучить влияние предсуществующей лекарственной устойчивости по механизму активации АВС-транспортеров – гиперэкспрессии Р-гликопротеина (Pgp) – на пути развития резистентности к протеасомному ингибитору бортезомибу.

Материалы и методы. В качестве моделей использовали культуры RPMI8226 и K562 / i-S9 (с гиперэкспрессией Pgp) и их резистентные к бортезомибу сублинии RPMI8226 / btz-6 и K562 / i-S9vlc. Применяли методы МТТ-теста, проточной цитометрии, вестерн-блоттинга и полимеразной цепной реакции в реальном времени с использованием системы Human Signal Transduction Pathway Finder.

Результаты. В клетках сублинии RPMI8226 / btz-6 не изменялась экспрессия основных белков PI3K-AKT и NF-κB-сигнальных путей. Однако в клетках сублинии K562 / i-S9vlc с гиперэкспрессией Pgp значительно повышалась экспрессия AKT-киназы и снижалась экспрессия белка PTEN. В клетках сублинии RPMI8226 / btz-6 были найдены значительные изменения в экспрессии генов (42 %), относящихся к ряду основных сигнальных путей в опухолевой клетке, а именно активация 3–4 генов в сигнальных путях, отно сящихся к гипоксии, оксидативному стрессу, PPAR и p53. Наибольшая активация в этих клетках обнаружена в TGFβ-сигнальном пути. В устойчивых клетках K562 / i-S9vlc усилилась экспрессия только 5 генов (10 %): Fas, HMOX1, CPT2, ICAM и SOCS3. Также были выделены 3 гена, экспрессия которых изменилась в обеих устойчивых сублиниях: Fas, HMOX1 и CPT2. Далее мы показали, что в сублинии RPMI8226 / btz-6, наряду с изменениями экспрессии генов сигнальной трансдукции, присутствует большой пул CD138-негативных клеток, а в сублинии K562 / i-S9vlc повышается количество клеток, экспрессирующих СD34, и снижается количество CD13.

Заключение. Мы выявили, что в формировании устойчивости к бортезомибу в клетках с отсутствием экспрессии Pgp и в клетках с гиперэкспрессией этого белка задействованы разные сигнальные пути. Кроме этого, клеточной линии без активированных путей устойчивости необходимы более масштабные перестройки в сигнальной системе для приобретения резистентности к бортезомибу. Однако и в том и в другом случае бортезомиб приводит к изменению иммунофенотипа клеток – к появлению дедифференцированных субпопуляций.

Об авторах

Л. А. Лалетина

НИИ канцерогенеза ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: panlidia@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8839-5881

Лидия Александровна Лалетина

115478 Москва, Каширское шоссе, 24, стр. 15

Россия

Н. И. Моисеева

НИИ канцерогенеза ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-6697-7154
115478 Москва, Каширское шоссе, 24, стр. 15 Россия

А. Ф. Карамышева

НИИ канцерогенеза ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-2587-1761
115478 Москва, Каширское шоссе, 24, стр. 15 Россия

Список литературы

  1. Ставровская А.А., Стромская Т.П. Транспортные белки семейства АВС и множественная лекарственная устойчивость опухолевых клеток. Биохимия 2008;73(5):735–50.
  2. Robak P., Drozdz I., Szemraj J. et al. Drug resistance in multiple myeloma. Cancer Treat Rev 2018;70;199–208. doi: 10.1016/J.CTRV.2018.09.001.
  3. Muz B., Kusdono H.D., Azab F. et al. Tariquidar sensitizes multiple myeloma cells to proteasome inhibitors via reduction of hypoxia-induced P-gp-mediated drug resistance. Leuk Lymphoma 2017;58(12):2916–25. doi: 10.1080/10428194.2017.1319052.
  4. Besse A., Stolze S.C., Rasche L. et al. Carfilzomib resistance due to ABCB1/ MDR1 overexpression is overcome by nelfinavir and lopinavir in multiple myeloma. Leukemia 2018;32(2):391–401. doi: 10.1038/leu.2017.212.
  5. McCubrey J.A., Steelman L.S., Abrams S.L. et al. Roles of the RAF/ MEK/ERK and PI3K/PTEN/AKT pathways in malignant transformation and drug resistance. Adv Enzyme Regul 2006;46:249–79. doi: 10.1016/j.advenzreg.2006.01.004.
  6. Traenckner E.B., Wilk S., Baeuerle P.A. A proteasome inhibitor prevents activation of NF-kappa B and stabilizes a newly phosphorylated form of I kappa B-alpha that is still bound to NF-kappa B. EMBO J 1994;13(22):5433–41.
  7. Karin M., Ben-Neriah Y. Phosphorylation meets ubiquitination: the control of NF-[kappa]B activity. Annu Rev Immunol 2000;18:621–63. doi: 10.1146/annurev.immunol.18.1.621.
  8. Akl M.R., Nagpal P., Ayoub N.M. et al. Molecular and clinical profiles of syndecan-1 in solid and hematological cancer for prognosis and precision medicine. Oncotarget 2015;6(30):28693–715. doi: 10.18632/oncotarget.4981.
  9. Лалетина Л.А., Моисеева Н.И., Климова Д.А., Ставровская А.А. Роль АВС-транспортеров в формировании лекарственной устойчивости к бортезомибу при множественной миеломе. Успехи молекулярной онкологии 2019;6(1):49–55. doi: 10.17650/2313-805X-2019-6-1-49-56.
  10. Панищева Л.А., Какпакова Е.С., Рыбалкина Е.Ю., Ставровская А.А. Влияние протеасомного ингибитора бортезомиба на экспрессию генов множественной лекарственной устойчивости и активность киназы. Биохимия 2011;76(9):1238–47.
  11. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein-dye binding. Anal Biochem 1976;72(2):248–54. doi: 10.1006/abio.1976.9999.
  12. Копнин Б.П. Энциклопедия клинической онкологии. M.: РЛС-Пресс, 2004. C. 34–53.
  13. Щербакова Е.А., Стромская Т.П., Рыбалкина Е.Ю., Ставровская A.A. Влияние повышения активности гена/ белка опухолевого супрессора PTEN на чувствительность малигнизированных клеток к химиотерапевтическим препаратам. Биологические мембраны 2007;24:143–50.
  14. Fujita T., Doihara H., Washio K. et al. Proteasome inhibitor bortezomib increases PTEN expression and enhances trastuzumab-induced growth inhibition in trastuzumab-resistant cells. Anticancer Drugs 2006;17(4): 455–62. doi: 10.1097/01.cad.0000198910.90819.06.
  15. Hideshima T., Ikeda H., Chauhan D. et al. Bortezomib induces canonical nuclear factor-kappaB activation in multiple myeloma cells. Blood 2009;114(5):1046–52. doi: 10.1182/blood-2009-01-199604.
  16. Matsumoto T., Abe M. TGF-β-related mechanisms of bone destruction in multiple myeloma. Bone 2011;48(1):129–34. doi: 10.1016/j.bone.2010.05.036.
  17. Frassanito M., De Veirman K., Desantis V. et al. Halting pro-survival autophagy by TGFβ inhibition in bone marrow fibroblasts overcomes bortezomib resistance in multiple myeloma patients. Leukemia 2016;30:640–8. doi: 10.1038/leu.2015.289.
  18. Nakagawa Y., Ashihara E., Yao H. Multiple myeloma cells adapted to long-exposure of hypoxia exhibit stem cell characters with TGF-β/Smad pathway activation. Biochem Biophys Res Commun 2018;496(2):490–6. doi: 10.1016/j.bbrc.2018.01.034.
  19. Matsui W., Wang Q., Barber J.P. et al. Clonogenic multiple myeloma progenitors, stem cell properties, and drug resistance. Cancer Res 2008;68(1):190–7. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-07-3096.
  20. Matsui W., Huff C.A., Wang Q. et al. Characterization of clonogenic multiple myeloma cells. Blood 2004;103(6):2332–6. doi: 10.1182/blood-2003-09-3064.
  21. Palumbo A., Avet-Loiseau H., Oliva S. et al. Revised international staging system for multiple myeloma: a report from International Myeloma Working Group. J Clin Oncol 2015;33(26):2863–9. doi: 10.1200/JCO.2015.61.2267.
  22. Reghunathan R., Bi C., Liu S.C. et al. Clonogenic multiple myeloma cells have shared stemness signature associated with patient survival. Oncotarget 2013;4(8):1230–40. doi: 10.18632/oncotarget.1145.
  23. Ramania V.C., Sanderson R.D. Chemotherapy stimulates syndecan-1 shedding: a potentially negative effect of treatment that may promote tumor relapse. Matrix Biol 2014;35:215–22. doi: 10.1016/j.matbio.2013.10.005.
  24. Bandari S.K., Purushothaman A., Ramani V.C. et al. Chemotherapy induces secretion of exosomes loaded with heparanase that degrades extracellular matrix and impacts tumor and host cell behavior. Matrix Biol 2018;(65):104–18. doi: 10.1016/j.matbio.2017.09.001.
  25. Inoue T., Swain A., Nakanishi Y., Sugiyama D. Multicolor analysis of cell surface marker of human. Anticancer Res 2014;34(8):4539–50.
  26. Kamano H., Ohnishi H., Tanaka T. et al. Effects of the antisense v-myb’ expression on K562 human leukemia cell proliferation and differentiation. Leuk Res 1990;14(10):831–9. doi: 10.1016/0145-2126(90)90171-5.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ,


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 - 57560 от  08.04.2014.