Sensitivity to Chemoradiation Effects of Human Non-Small Cell Lung Cancer Cells Surviving Fractionated Irradiation with a Total Dose of 20 Gy

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Objective: To obtain human non-small cell lung cancer (NSCLC) cells that survived and showed stable growth after fractionated exposure to X-rays at a total dose of 20 Gy and to evaluate their sensitivity to additional irradiation and cisplatin.

Material and methods: The NSCLC cell line A549 was used in the study, and it was irradiated in the fractionated mode (5 fractions of 4 Gy) to obtain a subline of surviving cells – A549IR. A549 and A549IR cells were subjected to testing exposure to X-rays or cisplatin. Then, proliferative activity, 2D migration capacity and the efficiency of DNA double-strand break (DSB) repair were analyzed using a quantitative assessment of residual foci of the γH2AX and 53BP1 proteins.

Results: The study yielded NSCLC cells that survived and showed stable growth after fractionated X-ray irradiation with a total dose of 20 Gy. The resulting A549IR cells had altered morphology, decreased proliferative activity, and increased migration capacity. Analysis of residual 53BP1 foci after test irradiation with a dose of 6 Gy indicates increased efficiency of repair of radiation-induced DNA DSBs. It was also found that A549IR cells are more resistant to cisplatin.

Conclusion: Overall, the study results show that combination CRT for the treatment of NSCLC should be prescribed with caution if studies based on the animal model support current conclusions. NSCLC cells that have survived IR exposure may acquire resistance to cisplatin. To select the appropriate therapy, it is important to assess both the existing radio- and chemo-resistance of tumor cells and their resistance to therapeutic effects that developed during treatment.

Авторлар туралы

D. Molodtsova

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics

Email: dmolodtsova@gmail.com
Moscow, Russia; Moscow, Russia

E. Kotenkova

Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: dmolodtsova@gmail.com
Moscow Region, Dolgoprudny, Russia

E. Polishchuk

Experimental clinic and research laboratory for bioactive substances of animal origin, V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems

Email: dmolodtsova@gmail.com
Moscow, Russia

A. Osipov

N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics

Email: dmolodtsova@gmail.com
Moscow, Russia

D. Guryev

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: dmolodtsova@gmail.com
Moscow, Russia

A. Chigasova

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics; N.M. Emanuel Institute for Biochemical Physics

Email: dmolodtsova@gmail.com
Moscow, Russia; Moscow, Russia; Moscow, Russia

N. Vorobyeva

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics

Email: dmolodtsova@gmail.com
Moscow, Russia; Moscow, Russia

A. Osipov

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: dmolodtsova@gmail.com
Moscow, Russia; Moscow, Russia; Moscow Region, Dolgoprudny, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Watanabe S-i., Nakagawa K., Suzuki K., Takamochi K., Ito H., Okami J., et al. Neoadjuvant and Adjuvant Therapy for Stage III Non-Small Cell Lung Cancer. Japanese Journal of Clinical Oncology. 2017;47;12:1112-8. doi: 10.1093/jjco/hyx147.
  2. Hao W., Wu L., Cao L., Yu J., Ning L., Wang J., et al. Radioresistant Nasopharyngeal Carcinoma Cells Exhibited Decreased Cisplatin Sensitivity by Inducing SLC1A6 Expression. Frontiers in Pharmacology. 2021;12:629264. doi: 10.3389/fphar.2021.629264.
  3. Gomez-Casal R., Epperly M.W., Wang H., Proia D.A., Greenberger J.S., Levina V. Radioresistant Human Lung Adenocarcinoma Cells that Survived Multiple Fractions of Ionizing Radiation are Sensitive to HSP90 Inhibition. Oncotarget. 2015;6;42:44306-22. doi: 10.18632/oncotarget.6248.
  4. Wang Y., Huang J., Wu Q., Zhang J., Ma Z., Ma S., et al. Downregulation of Breast Cancer Resistance Protein by Long-Term Fractionated Radiotherapy Sensitizes Lung Adenocarcinoma to SN-38. Investigational New Drugs. 2021;39;2:458-68. doi: 10.1007/s10637-020-01003-3.
  5. Payton C., Pang L.Y., Gray M., Argyle D.J. Exosomes Derived from Radioresistant Breast Cancer Cells Promote Therapeutic Resistance in Naïve Recipient Cells. Journal of Personalized Medicine. 2021;11;12. doi: 10.3390/jpm11121310.
  6. Wang Y., Huang J., Wu Q., Zhang J., Ma Z., Zhu L., et al. Decitabine Sensitizes the Radioresistant Lung Adenocarcinoma to Pemetrexed Through Upregulation of Folate Receptor Alpha. Frontiers in Oncology. 2021;11:668798. doi: 10.3389/fonc.2021.668798.
  7. 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;21:13577 doi: 10.3390/ijms232113577.
  8. 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;22:16498. doi: 10.3390/ijms242216498.
  9. Babayan N., Grigoryan B., Khondkaryan L., Tadevosyan G., Sarkisyan N., Grigoryan R., et al. Laser-Driven Ultrashort Pulsed Electron Beam Radiation at Doses of 0.5 and 1.0 Gy Induces Apoptosis in Human Fibroblasts. International Journal of Molecular Sciences. 2019;20;20:51-40 doi: 10.3390/ijms20205140.
  10. Shibata A., Jeggo P.A. Roles for 53BP1 in the Repair of Radiation-Induced DNA Double Strand Breaks. DNA Repair. 2020;93:102915. doi: 10.1016/j.dnarep.2020.102915.
  11. 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;29:27275-87. doi: 10.18632/oncotarget.4739.
  12. Osipov A., Chigasova A., Yashkina E., Ignatov M., Vorobyeva N., Zyuzikov N., et al. Early and Late Effects of Low-Dose X-ray Exposure in Human Fibroblasts: DNA Repair Foci, Proliferation, Autophagy, and Senescence. International Journal of Molecular Sciences. 2024;25;15:8253 doi: 10.3390/ijms25158253.
  13. Chigasova A.K., Pustovalova M.V., Osipov A.A., Korneva S.A., Eremin P.S., Yashkina E.I., et al. Post-Radiation Changes in The Number of Phosphorylated H2ax and Atm Protein Foci in Low Dose X-Ray Irradiated Human Mesenchymal Stem Cells. Medical Radiology and Radiation Safety. 2024;69;1:15-9. doi: 10.33266/1024-6177-2024-69-1-15-19.
  14. Osipov A., Chigasova A., Belov O., Yashkina E., Ignatov M., Fedotov Y., et al. Dose Threshold for Residual γH2AX, 53BP1, pATM and p-p53 (Ser-15) Foci in X-Ray Irradiated Human Fibroblasts. International Journal of Radiation Biology. 2025;101;3:1-10. doi: 10.1080/09553002.2024.2445581.
  15. 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.
  16. Djuzenova C.S., Zimmermann M., Katzer A., Fiedler V., Distel L.V., Gasser M., et al. A Prospective Study on Histone γ-H2AX and 53BP1 Foci Expression in Rectal Carcinoma Patients: Correlation with Radiation Therapy-Induced Outcome. BMC Cancer. 2015;15;1:856. doi: 10.1186/s12885-015-1890-9.
  17. Katsube T., Mori M., Tsuji H., Shiomi T., Wang B., Liu Q., et al. Most Hydrogen Peroxide-Induced Histone H2AX Phosphorylation is Mediated by ATR and is not Dependent on DNA Double-Strand Breaks. Journal of Biochemistry. 2014;156;2:85-95. doi: 10.1093/jb/mvu021.
  18. Arcangeli S., Greco C. Hypofractionated Radiotherapy for Organ-Confined Prostate Cancer: is Less More? Nature Reviews Urology. 2016;13;7:400-8. doi: 10.1038/nrurol.2016.106.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

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».