Increased Radioresistance of Human Non-Small Cell Lung Cancer Cells Surviving Cisplatin Exposure

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

Purpose: To evaluate radioresistance of human non-small cell lung cancer (NSCLC) cells that survived and showed sustained growth after exposure to cisplatin.

Material and methods: The work used the NSCLC cell line A549, which was exposed to cisplatin at a concentration of 2.5 μg/ml four times to obtain a cell population that survives and produces stable growth after exposure to cisplatin, A549Pt. Cell irradiation was carried out on a RUB RUST-M1 X-ray biological installation (Russia) at a dose rate of 0.85 Gy/min. Cell death was assessed using flow cytometry. To analyze the effectiveness of DNA repair from double-strand breaks (DSBs), we used a quantitative assessment of the foci of DNA DSB marker proteins γH2AX and 53BP1.

Results: A549Pt NSCLC cells that survived and grew robustly after exposure to cisplatin exhibited reduced activation of apoptosis and produced less 53BP1 in response to additional cisplatin exposure compared to parental A549 cells. A549Pt also exhibit resistance to X-ray radiation, manifested in a decrease in the quantitative yield of foci of DNA DSB marker proteins γH2AX and 53BP1. The resistance of A549Pt cells to the effects of ionizing radiation, revealed in this work, can significantly reduce the effectiveness of neoadjuvant chemoradiation therapy for malignant neoplasms. Further research is needed to identify the detailed cellular and molecular mechanisms of the resistance of surviving cells to radiation therapy acquired during chemotherapy. In the future, this will increase the effectiveness of treatment of malignant neoplasms and avoid relapses.

Sobre autores

D. Molodtsova

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: dmolodtsova@gmail.com
Moscow

N. Vorobyeva

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: dmolodtsova@gmail.com
Moscow

L. Yashkina

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: dmolodtsova@gmail.com
Moscow

T. Trubchenkova

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: dmolodtsova@gmail.com
Moscow

D. Guryev

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: dmolodtsova@gmail.com
Moscow

A. Osipov

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: dmolodtsova@gmail.com
Moscow

Bibliografia

  1. Molodtsova D., Guryev D.V., Osipov A.N. Composition of Conditioned Media from Radioresistant and Chemoresistant Cancer Cells Reveals miRNA and Other Secretory Factors Implicated in the Development of Resistance. International journal of molecular sciences. 2023;24;22. doi: 10.3390/ijms242216498.
  2. Alhaddad L., Osipov A.N., Leonov S. The Molecular and Cellular Strategies of Glioblastoma and Non-Small-Cell Lung Cancer Cells Conferring Radioresistance. International journal of Molecular Sciences. 2022;23;21. doi: 10.3390/ijms232113577.
  3. Leonov S., Inyang O., Achkasov K., Bogdan E., Kontareva E., Chen Y., et al. Proteomic Markers for Mechanobiological Properties of Metastatic Cancer Cells. International journal of Molecular Sciences. 2023;24;5. doi: 10.3390/ijms24054773.
  4. Pustovalova M., Alhaddad L., Blokhina T., Smetanina N., Chigasova A., Chuprov-Netochin R., et al. The CD44high Subpopulation of Multifraction Irradiation-Surviving NSCLC Cells Exhibits Partial EMT-Program Activation and DNA Damage Response Depending on Their p53 Status. International journal of Molecular Sciences. 2021;22;5. doi: 10.3390/ijms22052369.
  5. Twentyman P.R., Wright K.A., Rhodes T. Radiation Response of Human Lung Cancer Cells with Inherent and Acquired Resistance to Cisplatin. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 1991;20;2:217-220. doi: 10.1016/0360-3016(91)90093-j.
  6. Britten R.A., Peacock J., Warenius H.M. Collateral Resistance to Photon and Neutron Irradiation Is Associated with Acquired Cis-Platinum Resistance in Human Ovarian Tumour Cells. Radiotherapy and Oncology. 1992;23;3:170-5. doi: 10.1016/0167-8140(92)90327-q.
  7. Groen H.J.M., Sleijfer S., Meijer C., Kampinga H.H., Konings A.W.T., De Vries E.G.E., et al. Carboplatin- and Cisplatin-Induced Potentiation of Moderate-Dose Radiation Cytotoxicity in Human Lung Cancer Cell Lines. British Journal of Cancer. 1995;726:1406-11. doi: 10.1038/bjc.1995.522.
  8. Wilkins D.E., Ng C.E., Raaphorst G.P. Cisplatin and Low Dose Rate Irradiation in Cisplatin Resistant and Sensitive Human Glioma Cells. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 1996;36;1:105-11. doi: 10.1016/s0360-3016(96)00243-x.
  9. Raaphorst G.P. Concomitant Low Dose-Rate Irradiation and Cis Platin Treatment in Ovarian Carcinoma Cell Lines Sensitive and Resistant to Cis Platin Treatment. International Journal of Radiation Biology. 2009;69;5:623-631. doi: 10.1080/095530096145634.
  10. Leblanc J.M., Raaphorst G.P. Evaluation of Cisplatin Treatment Given Concurrently with Pulsed Irradiation in Cisplatin Sensitive and Resistant Human Ovarian Carcinoma Cell Lines. International Journal of Radiation Biology. 2009;81;6:429-435. doi: 10.1080/09553000500141447.
  11. Britten R.A., Warenius H.M., White R., Peacock J. BSO-Induced Reduction of Glutathione Levels Increases the Cellular Radiosensitivity of Drug-Resistant Human Tumor Cells. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 1992;22;4:769-72. doi: 10.1016/0360-3016(92)90521-i.
  12. Osipov A., Chigasova A., Yashkina E., Ignatov M., Fedotov Y., Molodtsova D., et al. Residual Foci of DNA Damage Response Proteins in Relation to Cellular Senescence and Autophagy in X-Ray Irradiated Fibroblasts. Cells. 2023;12;8. doi: 10.3390/cells12081209.
  13. Vorobyeva N.Y., Babayan N.S., Grigoryan B.A., Sargsyan A.A., Khondkaryan L.G., Apresyan L.S., et al. Increased Yield of Residual Gammah2ax Foci in p53-Deficient Human Lung Carcinoma Cells Exposed to Subpicosecond Beams of Accelerated Electrons. Bull Exp Biol Med. 2022;172;6:756-759. doi: 10.1007/s10517-022-05472-9.
  14. Babayan N.S., Guryev D.V., Vorobyeva N.Y., Grigoryan B.A., Tadevosyan G.L., Apresyan L.S., et al. Colony-Forming Ability and Residual Foci of DNA Repair Proteins in Human Lung Fibroblasts Irradiated with Subpicosecond Beams of Accelerated Electrons. Bull Exp Biol Med. 2021;172;1:22-5. doi: 10.1007/s10517-021-05323-z.
  15. Rajkumar P. Cisplatin Concentrations in Long and Short Duration Infusion: Implications for the Optimal Time of Radiation Delivery. Journal of Clinical and Diagnostic Research. 2016. doi: 10.7860/jcdr/2016/18181.8126.
  16. Alhaddad L., Chuprov-Netochin R., Pustovalova M., Osipov A.N., Leonov S. Polyploid/Multinucleated Giant and Slow-Cycling Cancer Cell Enrichment in Response to X-ray Irradiation of Human Glioblastoma Multiforme Cells Differing in Radioresistance and TP53/PTEN Status. International Journal of Molecular Sciences. 2023;24;2. doi: 10.3390/ijms24021228.
  17. Pustovalova M., Blokhina T., Alhaddad L., Chigasova A., Chuprov-Netochin R., Veviorskiy A., et al. CD44+ and CD133+ Non-Small Cell Lung Cancer Cells Exhibit DNA Damage Response Pathways and Dormant Polyploid Giant Cancer Cell Enrichment Relating to Their p53 Status. International Journal of Molecular Sciences. 2022;23;9:4922. doi: 10.3390/ijms23094922.
  18. Pustovalova M., Alhaddad L., Smetanina N., Chigasova A., Blokhina T., Chuprov-Netochin R., et al. The p53-53BP1-Related Survival of A549 and H1299 Human Lung Cancer Cells after Multifractionated Radiotherapy Demonstrated Different Response to Additional Acute X-ray Exposure. Int J Mol Sci. 2020;21;9. doi: 10.3390/ijms21093342.
  19. Fujisawa S., Romin Y., Barlas A., Petrovic L.M., Turkekul M., Fan N., et al. Evaluation of YO-PRO-1 as an Early Marker of Apoptosis Following Radiofrequency Ablation of Colon Cancer Liver Metastases. Cytotechnology. 2014;66;2:259-273. doi: 10.1007/s10616-013-9565-3.
  20. Osipov A.N., Pustovalova M., Grekhova A., Eremin P., Vorobyova N., Pulin A., et al. Low Doses of X-Rays Induce Prolonged and ATM-Independent Persistence of γH2AX foci in Human Gingival Mesenchymal Stem Cells. Oncotarget. 2015;6;29:27275-27287. doi: 10.18632/oncotarget.4739.
  21. Osipov A., Chigasova A., Yashkina E., Ignatov M., Fedotov Y., Molodtsova D., et al. Residual Foci of DNA Damage Response Proteins in Relation to Cellular Senescence and Autophagy in X-Ray Irradiated Fibroblasts. Cells. 2023;12;8:1209. doi: 10.3390/cells12081209.
  22. Raaphorst G.P., Wilkins D.E., Mao J.P., Miao J.C., Ng C.E. Evaluation of Cross-Resistance between Responses to Cisplatin, Hyperthermia, and Radiation in Human Glioma Cells and Eight Clones Selected for Cisplatin Resistance. Radiation Oncology Investigations. 1999;7;3:153-157. doi: 10.1002/(sici)1520-6823(1999)7:3<153::Aid-roi3>3.0.Co;2-t.
  23. Rocha C.R.R., Silva M.M., Quinet A., Cabral-Neto J.B., Menck C.F.M. DNA Repair Pathways and Cisplatin Resistance: an Intimate Relationship. Clinics. 2018;73:e478s. doi: 10.6061/clinics/2018/e478s.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

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».