Полимеры 2,5-дигидроксибензойной кислоты индуцируют образование сфероидов клеток млекопитающих

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Прикрепленные к подложке клетки, выращенные в двухмерной (2D) или суспензионной культуре, не могут точно воспроизвести существующие в тканях и органах межклеточные взаимодействия. Сфероиды, являясь трехмерными (3D) образованиями, более точно воспроизводят структуру органов или новообразований и демонстрируют повышенную по сравнению с 2D-культурами выживаемость, соответствующую морфологию и гипоксическое ядро, которое наблюдается в нативных опухолях in vivo. Сфероиды опухолевых клеток также являются моделями процесса метастазирования, поэтому в настоящее время сфероиды широко используют для тестирования новых противоопухолевых препаратов. Однако получение и применение 3D-культур может быть сопряжено с рядом трудностей, таких как потребность в дорогостоящих реагентах и оборудовании, низкая скорость формирования сфероидов необходимого размера и возникновение долгосрочных изменений в клеточном метаболизме, которые зависят от методик, используемых для получения сфероидов. Нами было обнаружено, что инкубирование опухолевых и нормальных клеток в присутствии нетоксичных для клеток полимеров 2,5-дигидроксибензойной кислоты (поли-2,5-ДГБК) способно индуцировать формирование 3D-структур. На основании обнаруженного эффекта был разработан новый способ быстрого получения 3D-культур, не требующий использования дополнительного оборудования, дорогостоящих реактивов и не оказывающий долговременного влияния на клеточный гомеостаз. Сфероиды, полученные по разработанной методике, представляют собой модели 3D-структур и могут быть использованы для биологических исследований межклеточных взаимодействий и скрининга фармацевтических препаратов.

Об авторах

Г. К. Рысцов

ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований” РАН,
Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: gleb.8.ristsoff@gmail.com
Россия, 142290, Пущино, просп. Науки, 5

А. В. Лисов

ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований” РАН,
Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН

Email: gleb.8.ristsoff@gmail.com
Россия, 142290, Пущино, просп. Науки, 5

М. Ю. Земскова

ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований” РАН,
Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: gleb.8.ristsoff@gmail.com
Россия, 142290, Пущино, просп. Науки, 5

Список литературы

  1. Egeblad M., Nakazone E.S., Werb Z. // Dev. Cell. 2010. V. 18. P. 884–901. https://doi.org/10.1016/j.devcel.2010.05.012
  2. Mulholland T., McAllister M., Patek S., Flint D., Underwood M., Sim A., Edwards J., Zagnoni M. // Sci. Rep. 2018. V. 8. P. 14672. https://doi.org/10.1038/s41598-018-33055-0
  3. Lin R.Z., Chang H.Y. // Biotechnol. J. 2008. V. 3. P. 1172–1184. https://doi.org/10.1002/biot.200700228
  4. Harrison R.G., Greenman M.J., Mall P., Jackson C.M. // Anat. Rec. 1907. V. 1. P. 116–128. https://doi.org/10.1002/ar.1092340113
  5. Breslin S., O’Driscoll L. // Drug Dis. Today. 2013. V. 18. P. 240–249. https://doi.org/10.1016/j.drudis.2012.10.003
  6. Desoize B., Jardillier J. // Crit. Rev. Oncol. Hematol. 2000. V. 36. P. 193–207.
  7. Dardousis K., Voolstra C., Roengvoraphoj M., Sekandarzad A., Mesghenna S., Winkler J., Ko Y., Hescheler J., Sachinidis A. // Mol. Ther. 2007. V. 15. P. 94–102. https://doi.org/10.1038/sj.mt.6300003
  8. Ghosh S., Joshi M.B., Ivanov D., Feder-Mengus C., Spagnoli G.C., Martin I., Erne P., Resink T.J. // FEBS Lett. 2007. V. 581. P. 4523–4528. https://doi.org/10.1016/j.febslet.2007.08.038
  9. Feder-Mengus C., Ghosh S., Weber W.P., Wyler S., Zajac P., Terracciano L., Oertli D., Heberer M., Martin I., Spagnoli G., Reschner A. // Br. J. Cancer. 2007. V. 96. P. 1072–1082. https://doi.org/10.1038/sj.bjc.6603664
  10. Durand R.E. // Cancer Chemother. Pharmacol. 1990. V. 26. P. 198–204. https://doi.org/10.1007/bf02897199
  11. Bartholoma P., Reininger-Mack I.A., Zhang Z., Thielecke H., Robitzki A. // J. Biomol. Screen. 2005. V. 10. P. 705–714. https://doi.org/10.1177/1087057105277841
  12. Friedrich J., Seidel C., Ebner R., Kunz-Schughart L.A. // Nature Protoc. 2009. V. 4. P. 309–324. https://doi.org/10.1038/nprot.2008.226
  13. Kunz-Schughart L.A., Freyer J.P., Hofstaedter F., Ebner R. // J. Biomol. Screen. 2004. V. 9. P. 273–285. https://doi.org/10.1177/1087057104265040
  14. Dubessy C., Merlin J.M., Marchal C., Guillemin F. // Crit. Rev. Oncol. Hematol. 2000. V. 36. P. 179–192. https://doi.org/10.1016/s1040-8428(00)00085-8
  15. Lin R.Z., Chu W.C., Chiang C.C., Lai C.H., Chang H.Y. // Tissue Eng. Part. C Methods. 2008. V. 14. P. 197–205. https://doi.org/10.1089/ten.tec.2008.0061
  16. Steer D.L., Nigam S.K. // Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 2004. V. 1. P. 1–7.
  17. Ivascu A., Kubbies M. // J. Biomol. Screen. 2006. V. 11. P. 922–932. https://doi.org/10.1177/1087057106292763
  18. Friedrich J., Seidel C., Ebner R., Kunz-Schughart L.A. // Nat. Protoc. 2009. V. 4. P. 309–324. https://doi.org/10.1038/nprot.2008.226
  19. Klinder A., Markhoff J., Jonitz-Heincke A., Sterna P., Salamon A., Bader R. // Exp. Ther. Med. 2019. V. 17. P. 2004–2012. https://doi.org/10.3892/etm.2019.7204
  20. Keller G.M. // Curr. Opin. Cell Biol. 1995. V. 7. P. 862–869. https://doi.org/10.1016/0955-0674(95)80071-9
  21. Kelm J.M., Timmins N.E., Brown C.J., Fussenegger M., Nielsen L.K. // Biotechnol. Bioeng. 2003. V. 83. P. 173–180. https://doi.org/10.1002/bit.10655
  22. Kurosawa H. // J. Biosci. Bioeng. 2007. V. 3. P. 389–398. https://doi.org/10.1263/jbb.103.389
  23. Timmins N.E., Nielsen L.K. // Methods Mol. Med. 2007. V. 140. P. 141–151. https://doi.org/10.1007/978-1-59745-443-8_8
  24. Kim J.B. // Semin. Cancer Biol. 2005. V. 5. P. 365–377. https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2005.05.002
  25. Barrila J., Radtke A.L., Crabbé A., Sarker S.F., Herbst-Kralovetz M.M., Ott C.M., Nickerson C.A. // Nat. Rev. Microbiol. 2010. V. 8. P. 791–801. https://doi.org/10.1038/nrmicro2423
  26. Lin R.Z., Chang H.Y. // Biotechnol. J. 2008. V. 3. P. 1172–1184. https://doi.org/10.1002/biot.200700228
  27. Lü W.D., Zhang L., Wu C.L., Liu Z.G., Lei G.Y., Liu J., Gao W., Hu Y.R. // PLoS One. 2014. V. 9. P. e103672. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0103672
  28. Hughes C.S., Postovit L.M., Lajoie G.A. // Proteomics. 2010. V. 10. P. 1886–1890. https://doi.org/10.1002/pmic.200900758
  29. Porzionato A., Stocco E., Barbon S., Grandi F., Macchi V., De Caro R. // Int. J. Mol. Sci. 2018. V. 19. P. 4117. https://doi.org/10.3390/ijms19124117
  30. Nath S., Devi G.R. // Pharmacol. Ther. 2016. V. 163. P. 94–108. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2016.03.013
  31. Sodunke T.R., Turner K.K., Caldwell S.A., McBride K.W., Reginato M.J., Noh H.M. // Biomaterials. 2007. V. 28. P. 4006–4016.
  32. Zaki M.Y.W., Shetty S., Wilkinson A.L., Patten D.A., Oakley F., Reeves H. // J. Vis. Exp. 2021. V. 175. P. e62868. https://doi.org/10.3791/62868
  33. Sourla A., Doillon C., Koutsilieris M. // Anticancer Res. 1996. V. 16. P. 2773–2780.
  34. Jiang T., Munguia-Lopez J.G., Flores-Torres S., Grant J., Vijayakumar S., De Leon-Rodriguez A., Kinsella M.J. // Sci. Rep. 2017. V. 7. P. 4575. https://doi.org/10.1038/s41598-017-04691-9
  35. Lisov A., Vrublevskaya V., Lisova Z., Leontievsky A., Morenkov O. // Viruses. 2015. V. 7. P. 5343–5360. https://doi.org/10.3390/v7102878
  36. Edmondson R., Broglie J.J., Adcock A.F., Yang L. // Assay Drug Dev. Technol. 2014. V. 12. P. 207–218. https://doi.org/10.1089/adt.2014.573
  37. Lin R.Z., Chang H.Y. // Biotechnol. J. 2008. V. 3. P. 1172–1184. https://doi.org/10.1002/biot.200700228
  38. Benien P., Swami A. // Future Oncol. 2014. V. 10. P. 1311–1327. https://doi.org/10.2217/fon.13.274
  39. Archibald M., Pritchard T., Nehoff H., Rosengren R.J., Greish K., Taurin S. // Int. J. Nanomed. 2016. V. 11. P. 179–200. https://doi.org/10.2147/IJN.S97286
  40. Roberts G.C., Morris P.G., Moss M.A., Maltby S.L., Palmer C.A., Nash C.E., Smart E., Holliday D.L., Speirs V. // PLoS One. 2016. V. 11. e0157004. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0157004
  41. Takir G.G., Debelec-Butuner B., Korkmaz K.S. // Proceedings. 2018. V. 2. P. 1555. https://doi.org/10.3390/proceedings2251555
  42. Kim C.J., Terado T., Tambe Y., Mukaisho K., Sugihara H., Kawauchi A., Inoue H. // Int. J. Oncol. 2018. V. 52. P. 231–240. https://doi.org/10.3892/ijo.2017.4194
  43. Zhao L., Xiu J., Liu Y., Zhang T., Pan W., Zheng X., Zhang X. // Sci. Rep. 2019. V. 9. P. 19717. https://doi.org/10.1038/s41598-019-56241-0
  44. Froehlich K., Haeger J.D., Heger J., Pastuschek J., Photini S.M., Yan Y., Lupp A., Pfarrer C., Mrowka R., Schleußner E., Markert U.R., Schmidt A. // J. Mammary Gland Biol. Neoplasia. 2016. V. 21. P. 89–98. https://doi.org/10.1007/s10911-016-9359-2
  45. Rodríguez C.E., Reidel S.I., Bal de Kier Joffé E.D., Jasnis M.A., Fiszman G.L. // PLoS One. 2015. V. 10. P. e0137920. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137920
  46. Djordjevic B., Lange C.S. // Acta Oncol. 2006. V. 45. P. 412–420. https://doi.org/10.1080/02841860500520743
  47. Kim H., Phung Y., Ho M. // PLoS One. 2012. V. 7. e39556. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0039556
  48. Betson M., Lozano E., Zhang J., Braga V.M. // J. Biol. Chem. 2002. V. 277. P. 36962–36969. https://doi.org/10.1074/jbc.m207358200
  49. Troitskaya O., Novak D., Nushtaeva A., Savinkova M., Varlamov M., Ermakov M., Richter V., Koval O. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. P. 12937. https://doi.org/10.3390/ijms222312937
  50. Kitajima D., Kasamatsu A., Nakashima D., Miyamoto I., Kimura Y., Endo-Sakamoto Y., Shiiba M., Tanzawa H., Uzawa K. // Oncology Lett. 2018. V. 15. P. 7237–7242. https://doi.org/10.3892/ol.2018.8212
  51. Fukuhara S., Sako K., Noda K., Nagao K., Miura K., Mochizuki N. // Exp. Mol. Med. 2009. V. 41. P. 133–139. https://doi.org/10.3858/emm.2009.41.3.016
  52. Weinberg F., Han M.K.L, Dahmke I.N., Del Campo A., de Jonge N. // PLoS One. 2020. V. 15. P. e0234430. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234430
  53. Singh A., Winterbottom E., Daar I.O. // Front. Biosci. (Landmark Ed). 2012. V. 17. P. 473–497. https://doi.org/10.2741/3939
  54. Godoy-Parejo C., Deng C., Liu W., Chen G. // Stem. Cells. 2019. V. 37. P. 1030–1041. https://doi.org/10.1002/stem.3026
  55. Cockburn J.G., Richardson D.S., Gujral T.S., Mulligan L.M. // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2010. V. 95. P. 342–346. https://doi.org/10.1210/jc.2010-0771
  56. Henry C., Hacker N., Ford C. // Oncotarget. 2017. V. 8. P. 112727–112738. https://doi.org/10.18632/oncotarget.22559
  57. Shin W.S., Park M.K., Lee Y.H., Kim K.W., Lee H., Lee S.T. // Cancer Sci. 2020. V. 111. P. 3292–3302. https://doi.org/10.1111/cas.14568
  58. Chiasson-MacKenzie C., McClatchey A.I. // Cold Spring. Harb. Perspect. Biol. 2018. V. 10. P. a029215. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a029215
  59. Kim Y.B., Nikoulina S.E., Ciaraldi T.P., Henry R.R., Kahn B.B. // J. Clin. Invest. 1999. V. 104. P. 733–741. https://doi.org/10.1172/JCI6928
  60. Mackenzie R., Elliott B. // Diabetes Metab. Syndr. Obes. 2014. V. 7. P. 55–64. https://doi.org/10.2147/DMSO.S48260
  61. Li G., Ji X.D., Gao H., Zhao J.S., Xu J.F., Sun Z.J., Deng Y.Z., Shi S., Feng Y.X., Zhu Y.Q., Wang T., Li J.J., Xie D. // Nat. Commun. 2012. V. 3. P. 667. https://doi.org/10.1038/ncomms1675
  62. Akasov R., Gileva A., Zaytseva-Zotova D., Burov S., Chevalot I., Guedon E., Markvicheva E. // Biotechnol. Lett. 2017. V. 39. P. 45–53.
  63. Buckley C.D., Pilling D., Henriquez N.V., Parsonage G., Threlfall K., Scheel-Toellner D., Simmons D.L., Akbar A.N., Lord J.M., Salmon M. // Nature. 1999. V. 397. P. 534–539. https://doi.org/10.1038/17409
  64. Kang I.C., Kim D.S., Jang Y., Chung K.H. // Biochem. Bioph. Res. Comm. 2000. V. 275. P. 169–173. https://doi.org/10.1006/bbrc.2000.3130
  65. Ritchie C.K., Giordano A., Khalili K. // J. Cell Physiol. 2000. V. 184. P. 214–221. https://doi.org/10.1002/1097-4652(200008)184:2%3C214: :aid-jcp9%3E3.0.co;2-z
  66. Anuradh, C., Kanno S., Hirano S. // Cell Biol. Toxicol. 2000. V. 16. P. 275–283. https://doi.org/10.1023/a:1026758429238
  67. Рысцов Г.К., Лисов А.В., Земскова М.Ю. // Патент RU 2742689 C1, 2021.

Дополнительные файлы


© Г.К. Рысцов, А.В. Лисов, М.Ю. Земскова, 2022

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».