Preview

Российский биотерапевтический журнал

Расширенный поиск

Диалог между аутофагией и железом при прогрессии меланомы

https://doi.org/10.17650/1726-9784-2018-17-3-29-35

Полный текст:

Аннотация

Введение. Аутофагия – катаболический процесс удаления отработанных органелл, долгоживущих белков и продуктов распада с помощью двухмембранных фагосом – в опухолевых клетках имеет патологически повышенную активность, и неэффективность химио- и радиотерапии во многом связывают с активацией аутофагии. Среди металлов, необходимых живому организму, железо занимает особое место. Стремительный рост злокачественной опухоли требует значительно большего расхода железа, нежели метаболизм нормальных клеток.

Цель исследования – выявление взаимосвязи между аутофагией и железом в прогрессии опухоли.

Материалы и методы. В работе были использованы 2D- и 3D-культивирование клеток меланомы c высокой экспрессией CD71 (mel P and mel Z) и с низкой экспрессией CD71 (mel Gus and mel Ibr), проточная цитофлуориметрия, флуоресцентная микроскопия.

Результаты. Захват железа опухолевой клеткой происходит посредством транслокации комплекса «трансферрин/CD71» в цитоплазму с последующей диссоциацией железа из комплекса. Хелатор железа в клетках меланомы с высокой экспрессией CD71 снижал базовый уровень аутофагии, в то время как донор железа повышал базовый уровень аутофагии. В присутствии донора железа клетки меланомы формировали в 3D-культуре сосудистоподобные структуры с многочисленными разрывами в сети. Хелатор железа сохранял способность клеток меланомы мигрировать и узнавать друг друга, формирование сосу дистоподобных структур не наблюдалось. Аналогичная закономерность сохранялась и в клетках меланомы с низкой экспрессией CD71. В контрольных клетках меланомы экспрессия CD105 была значительно выше в клетках меланомы с высокой экспрессией CD71. В таких клетках хелатор железа повышал экспрессию CD105 на 50 ± 5 %, в клетках меланомы с низкой экспрессией CD71 хелатор железа повышал в 8 раз число клеток, экспрессирующих CD105. Донор железа также повышал экспрессию CD105 на 35 ± 4 % в клетках меланомы с высокой экспрессией CD71. В клетках меланомы с низкой экспрессией CD71 донор железа снижал экспрессию CD105 на 300 ± 3 %.

Заключение. Активация аутофагии способствует выживанию опухолевых клеток при генотоксическом стрессе, запуская ряд метаболически важных функций клетки с участием железа.

Об авторах

А. А. Вартанян
ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия

Амалия Арташевна Вартанян

115478 Москва, Каширское ш., 24



О. С. Бурова
ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия

115478 Москва, Каширское ш., 24



Ю. А. Хоченкова
ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия

115478 Москва, Каширское ш., 24



М. А. Барышникова
ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия

115478 Москва, Каширское ш., 24



Список литературы

1. Mizushima N., Komatsu M. Autophagy: renovation of cells and tissues. Cell 2011;147(4):728–41. DOI:10.1016/j.cell.2011.10.026. PMID: 22078875.

2. Rabinowitz J.D., White E. Autophagy and metabolism. Science 2010;330(6009):1344–8. DOI:10.1126/science.1193497. PMID: 21127245.

3. Menzies F.M., Fleming A., Rubinsztein D.C. Compromised autophagy and neurodegenerative diseases. Nat Rev Neurosci 2015;16(6):345–57. DOI:10.1038/nrn3961. PMID: 25991442.

4. Sun K., Deng W., Zhang S. et al. Paradoxical roles of autophagy in different stages of tumorigenesis: protector for normal or cancer cells. Cell Biosci 2013;3(1):35–42. DOI:10.1186/2045-3701-3-35. PMID: 24016776.

5. Вартанян А.А., Бурова О.С., Уласов И.В., Барышникова М.А. Вовлечение аутофагии в васкулогенную мимикрию при меланоме. Российский биотерапевтическийжурнал 2017;16(2):66–73. DOI:10.17650/1726-9784-2017-16-2-66-73.

6. Вартанян А.А., Барышникова М.А.,Бурова О.С. и др. Блокатор васкулогенной мимикрии восстанавливает чувствительность резистентных клеток меланомы к ДНК-повреждающим агентам // Российский биотерапевтический журнал 2016;15(1):19–20.

7. Вартанян А.А., Хоченков Д.А., Бурова О.С. Взаимосвязь между аутофагией и железом в васкулогенной мимикрии // Российский биотерапевтический журнал 2018;17(спецвыпуск):15.

8. Reichert C.O., da Cunha J., Levy D. et al. Hepcidin: Homeostasis and Diseases Related to Iron Metabolism. Acta Haematol 2017;137(4):220–36. DOI:10.1159/000471838. PMID: 28514781.

9. Zhang D.L., Ghosh M.C., Rouault T.A. The physiological functions of iron regulatory proteins in iron homeostasis – an update. Front Pharmacol 2014;5:124–9. PMID: 24982634.

10. Munoz M., Villar I., Garcia-Erce J.A. An update on iron physiology. World J Gastroenterol 2009;15:4617–4626. PMID: 19787824.

11. Kleingardner J.G., Bren K.L. Biological significance and applications of heme proteins and peptides. Acc Chem Res 2015;48(7):1845–52. DOI:10.1021/acs.accounts.5b00106. PMID: 26083801.

12. Вартанян А.А. Метаболизм железа, ферроптоз, рак // Российский биотерапевтический журнал 2017;16(3):14–20. DOI:10.17650/1726-9784-2017-16-3-14-20

13. Михайлова И.Н, Лукашина М.И., Барышников А.Ю. и др. Клeточные линии меланомы как основа для создания противоопухолевых вакцин. Вестник Российской академии медицинских наук 2005;7:37–40.

14. Khiroya H., Turner A.M. The role of iron in pulmonary pathology. Multidiscip Respir Med 2015;10:34. DOI:10.1186/s40248-015-0031-2. PMID: 26629341.

15. Calzolari A., Oliviero I., Deaglio S. et al. Transfetin receptor is frequently expressed in human cancer. Blood Cells Mol Dis 2007;39(1):82–91. PMID: 17428703.

16. Hendrix M.J., Seftor E.A., Seftor R.E. et al. Tumor vasculogenic mimicry: Novel targeting opportunity in melanoma. Pharmacol Ther 2016;159:83–92. DOI:10.1016/j.pharmthera.2016.01.006. PMID: 26808163.

17. Vartanian A., Stepanova E., Grigorieva I. et al. Melanoma Vasculogenic Mimicry Capillary-Like Structure Formation Depends on Integrin and Calcium Signaling. Microcirculation 2011;18(5):390–9. DOI:10.1111/j.1549-8719.2011.00102.

18. Dallas N.A., Samuel S., Xia L. et al. Endoglin (CD105): a marker of tumor vasculature and potential target fort herapy. Clin Cancer Res 2008;14(7): 1931–7. DOI:10.1158/1078-0432.CCR-07-4478. PMID: 18381930.

19. Altomonte M., Montagner R., Fonsatti E. et al. Expression and structural features of endoglin (CD105), a transforming growth factor beta1 and beta3 binding protein, in human melanoma. Br J Cancer 1996;74(10):1586–91. PMID: 8932339.

20. Salgado K.B., Toscani N.V., Silva L.L. et al. Immunoexpression of endoglin in brain metastasis secondary to malignant melanoma Clin Exp Metastasis 2007;24(6):403–10. DOI:10.1007/s10585-007-9077-7. PMID: 17564791.

21. Daniels-Wells T.R., Penichet M.L. Transferrin receptor 1: a target for antibody-mediated cancer therapy. Immunotherapy 2016;8(9):991–4. DOI:10.2217/imt-20160-0050. PMID: 27373880.

22. Schonberg D.L., Miller T.E., Wu Q. et al. Preferential Iron Trafficking Characterizes Glioblastoma Stem-like Cells. Cancer Cell 2015;28:441–55. PMID: 26461092.


Для цитирования:


Вартанян А.А., Бурова О.С., Хоченкова Ю.А., Барышникова М.А. Диалог между аутофагией и железом при прогрессии меланомы. Российский биотерапевтический журнал. 2018;17(3):29-35. https://doi.org/10.17650/1726-9784-2018-17-3-29-35

For citation:


Vartanian A.A., Burova O.S., Khochenkova Y.A., Baryshnikova M.A. Crosstalk between autophagy and iron in melanoma progression. Russian Journal of Biotherapy. 2018;17(3):29-35. (In Russ.) https://doi.org/10.17650/1726-9784-2018-17-3-29-35

Просмотров: 59


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


ISSN 1726-9784 (Print)
ISSN 1726-9792 (Online)