Антипроліферативний потенціал ембріональних фібробластів миші, які секретують IFN-β або IL-21, при сумісному культивуванні з клітинами аденокарциноми легенів Люіса

  • І. Н. Вагіна Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Україна, 03143, м. Київ, вул. Заболотного, 150
  • О. А. Захарук Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Україна, 03143, м. Київ, вул. Заболотного, 150
  • Л. І. Строковська Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Україна, 03143, м. Київ, вул. Заболотного, 150
  • Ю. В. Вагін Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Україна, 03143, м. Київ, вул. Заболотного, 150
  • В. І. Кашуба Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Україна, 03143, м. Київ, вул. Заболотного, 150
DOI: https://doi.org/10.7124/visnyk.utgis.15.1.705

Анотація

Мета. Вивчення впливу, трансдукованих бакуловірусними векторами (БВ) ембріональнальних фібробластів миші (С57Fb), які продукують цитокіни інтерферон-β (IFN-β) і інтерлейкін-21 (IL-21), на виживаність і проліферацію клітин аденокарциноми Люіса (LL). Методи. Конструювання БВ, трансдукція клітин, флуоресцентна мікроскопія, проточна цитофлуориметрія. Результати. Показано, що клітини аденокарциноми виявилися більш чутливими до антипроліферативної дії IFN-β і IL-21. Ефективність інгібування проліферації пухлинних клітин LL була вище при сумісному культивуванні гетерологичных клітин С57Fb/IFNβ:LL. При со-культивуванні клітин C57Fb, трансдукованих БВ з геном IL-21 людини, і клітин LL спостерігалося незначне інгібування проліферації клітин аденокарциноми. Ембріональні фібробласти С57Fb чинять інгібуючу дію на клітини аденокарциноми при їх спільному культивуванні. Висновки. IFN-β, що синтезується ембріональними фібробластами С57Fb або пухлинними клітинами LL, трансдукованими БВ з геном мишачого Ifn-β, інгібував проліферацію злоякісних клітин аденокарциноми миші при їх спільному культивуванні in vitro. IL-21, що продукується трансдукованними пухлинними клітинами LL, ефективно пригнічував проліферацію цих клітин.

Ключові слова: інтерферон-β (IFN-β), интерлейкін-21 (IL-21), ембріональні фібробласти (C57Fb), клітини аденокарциноми (LL), бакуловірусні вектори (БВ).

Посилання

Cihova M., Altanerova V., Altaner C. Stem cell based cancer gene therapy. Mol. Pharm. 2011. Vol. 8(5). P. 1480–1487. doi: 10.1021/mp200151a

Khan M.M. Role of cytokines. Immunopharmacology. Springer, 2008. P. 33–59. doi: 10.1007/978-0-387-77976-8_2

Qian C., Liu X.Y., Prieto J. Therapy of cancer by cytokines mediated by gene therapy approach. Cell Res. 2006. Vol. 16(2). P. 182–188. doi: 10.1038/sj.cr.7310025

Goodbourn S., Didcock L., Randall R.E. Interferons: cell signalling, immune modulation, antiviral response and virus countermeasures. J Gen Virol. 2000. Vol. 81. P. 2341–2364. doi: 10.1099/0022-1317-81-10-2341

Kaynor C., Xin M., Wakefield J., Barsoum J., Qin X.Q. Direct evidence that IFN-beta functions as a tumor-suppressor protein. J Interferon Cytokine Res. 2002. Vol. 22(11). P. 1089–1098. doi: 10.1089/10799900260442511

Studeny M., Marini F.C., Dembinski J.L., Zompetta C., Hansen M.C., Bekele B.N., Champlin R.E., Andreeff M. Mesenchymal stem cells: potential precursors for tumor stroma and targeted-delivery vehicles for anticancer agents. J Natl Cancer Inst. 2004. Vol. 96(21). P. 1593–1603. doi: 10.1093/jnci/djh299

Skak K., Kragh M., Hausman D., Smyth M.J., Sivakumar P.V. Interleukin 21: combination strategies for cancer therapy. Nature Rev. Drug Discov. 2008. Vol. 7(3). P. 231–240. doi: 10.1038/nrd2482

Spolski R., Leonard W.J. Interleukin 21: a double-edged sword with therapeutic potential. Nature Rev. 2014. Vol. 13(5). P. 379–395. doi: 10.1038/nrd4296

Amara I., Touati W., Beaune P., Waziers I. Mesenchymal stem cells as cellular vehicles for prodrug gene therapy against tumors. Biochimie. 2014. Vol. 105. P. 4–11. doi: 10.1016/j.biochi.2014.06.016

Serakinci N., Fahrioglu U., Christensen R. Mesenchymal stem cells, cancer challenges and new directions. Eur J Cancer. 2014. Vol. 50. P. 1522–1530. doi: 10.1016/j.ejca.2014.02.011

Mavroudi M., Zarogoulidis P. Stem cells’ guided gene therapy of cancer: New frontier in personalized and targeted therapy. J Cancer Res Ther (Manch). 2014. Vol. 2(1). P. 22–33. doi: 10.14312/2052-4994.2014-4

Yusuf B., Gopurappilly R., Dadheech N., Gupta S., Bhonde R., Pal R. Embryonic fibroblasts represent a connecting link between mesenchymal and embryonic stem cells. Develop Growth Differ. 2013. Vol. 55(3). P. 330–340. doi: 10.1111/dgd.12043

Haniffa M.A., Collin M.P., Buckley C.D., Dazzi F. Mesenchymal stem cells: the fibroblasts’ new clothes. Haematologica. 2009. Vol. 94(2). P. 258–263. doi: 10.3324/haematol.13699

Sun H., Gulbagci N.T., Taneja R. Analysis of growth properties and cell cycle regulation using mouse embryonic fibroblast cells. Methods Mol Biol. 2007. Vol. 383. P. 311–319. doi: 10.1007/978-1-59745-335-6_20

Saeed H., Taipaleenmaki H., Aldahmash A.M., Abdallah B.M., Kassem M. Mouse embryonic fibroblasts (MEF) exhibit a similar but not identical phenotype to bone marrow stromal stem cells (BMSC). Stem Cell Rev. 2012. Vol. 8. P. 318–328. doi: 10.1007/s12015-011-9315-x

Airenne K.J., Hu Y.C., Kost T.A., Smith R.H., Kotin R.M., Ono C., Matsuura Y., Wang S., Herttuala S.Y. Baculovirus: an Insect-derived vector for diverse gene transfer applications. Mol Ther. 2013. Vol. 21(4). P. 739–749. doi: 10.1038/mt.2012.286

Chen C.Y., Lin C.Y., Chen G.Y., Hu Y.C. Baculovirus as a gene delivery vector: recent understandings of molecular alterations in transduced cells and latest applications. Biotechnol Adv. 2011. Vol. 29. P. 618–631. doi: 10.1016/j.biotechadv.2011.04.004

Anopriyenko O.V., Vagyna I.N., Zakharuk O.A., Strokovska L.I., Solomko O.P. Baculovirus vectors Ac-CMV-GFP, Ac-M-GFP and Ac-IFN-GFP for eficient gene transfer to the mammalian cells. Visn. Ukr. Tov. Genet. Selekc. 2010. Vol. 8(1). P. 3–9.

King L.A., Possee R.D. The baculovirus expression system. A laboratory guide. London: Chapmann and Hall, 1992. 220 p.

Vagyna I. N., Anopriyenko O. V., Zaharuk O. A., Gorchev V. F., Strokovska L. I., Solomko A. P. Efficient gene delivery into mammalian cells by baculovirus vector in vitro. Biopolymers and cell. 2008. Vol. 24(6). P. 508–512. doi: 10.7124/bc.0007C4

Hogan B., Beddington R., Costantini F., Lacy E. Manipulating the Mouse Embryo: a Laboratory Manual. Woodbury, USA: Cold Spring Harbor Press. 1994. 332 p.

Vagyna I.N., Zaharuk O.A, Strokovska L.I., Vagyn Y.V, Kashuba V.I. Mouse embryonic fibroblasts expressing IFNβ or IL-21 inhibit proliferation of melanoma cells in vitro. Biopolym. Cell. 2016. Vol. 32(6). P. 433–441. doi: 10.7124/bc.00093A

Chen G.Y., Shiah H.C., Su H.J., Chen C.Y., Chuang Y.J., Lo W.H., Huang J.L., Chuang C.K., Hwang S.M., Hu Y.C. Baculovirus transduction of mesenchymal stem cells triggers the toll-like receptor 3 pathway. J Virol. 2009. Vol. 83(20). P. 10548–10556. doi: 10.1128/JVI.01250-09

Cmirnikhina S.A. Ekspressiia genov transfitsirovannykh v mezenkhimal'nye stvolovye kletki cheloveka. Kletochnaia transplant. i tkanevaia inzh. 2010. Vol. 5(4). P. 16–23.

Flaberg E., Guven H., Savchenko A., Pavlova T., Kashuba V., Szekely L., Klein G. The architecture of fibroblast monolayers of different origin differentially influences tumor cell growth. Int J Cancer. 2012. Vol. 131(10). P. 2274–2283. doi: 10.1002/ijc.27521

Alkasalias T., Flaberg E., Kashuba V., Alexeyenko A., Pavlova T., Savchenko A., Szekely L., Klein G., Guven H. Inhibition of tumor cell proliferation and motility by fibroblasts is both contact and soluble factor dependent. PNAS. 2014. Vol. 111(48). 17188–17193. doi: 10.1073/pnas.1419554111

Parker B.S., Rautela J., Hertzog P.J. Antitumour actions of interferons: implications for cancer therapy. Nat Rev Cancer. 2016. Vol. 16(3). P. 131–144. doi: 10.1038/nrc.2016.14