Миграция через узкие поры приводит к повышенной клоногенной активности и химиорезистентности контрольных и радиорезистентных клеток немелкоклеточного рака легкого человека

Цель: Лучевая терапия является одним из методов лечения немелкоклеточного рака легкого (НМРЛ), однако ее успешность ограничена в связи с возникновением и развитием опухолевой радиорезистентности. Ранее in vitro и in vivo исследования показали, что в зависимости от исследуемых клеточных линий и вида радиационного воздействия, облучение может изменить агрессивность опухоли, уменьшая или повышая инвазивность раковых клеток, оставшихся после облучения. Однако то, как меняются фенотипические признаки самих выживших после облучения опухолевых клеток в результате их миграции, происходящей в ограниченном пористом пространстве опухолевой ткани, изучено не достаточно. Целью настоящего исследования было изучение последствий влияния биофизического воздействия (миграции в ограниченном пространстве) на фенотипические признаки двух изогенных клеточных линий НМРЛ, имеющих различные исходные показатели радиорезистентности и склонности к инвазивности и репопуляции.

Материал и методы: Биофизические исследования на клеточной линии A549 и ее изогенной радиорезистентной сублинии A549IR проводились путем их последовательной трехкратной миграции в ограниченном пространстве мембранных пор с диаметром 8 мкм в камерах Бойдена под влиянием градиента концентрации фетальной бычьей сыворотки. Способность к репопуляции промигрировавших через мембраны популяций клеток была охарактеризована с помощью клоногенного анализа. Экспрессия маркеров − Ki67 (активность в клеточном цикле и реорганизации хроматина), виментина (структурный белок цитоскелета, связанный с миграцией и метастазированием) и степени поглощения флуоресцентных наносенсоров (склонность к метастазированию) − были оценены методом количественного многопараметрического анализа цифровых изображений индивидуальных клеток, полученных с помощью микроскопии высокого разрешения (High Content Imaging and Analysis). Стандартный метод определения клеточной массы с помощью красителя сульфородамина Б после воздействия различных концентраций цисплатина использовался для оценки химиочувствительности опухолевых клеток до и после миграции.

Результаты и заключение: Полученные результаты свидетельствуют о том, что повторяющаяся миграция через ограниченное порами 8 мкм пространство, имитирующее условия внеклеточного матрикса опухолевого микроокружения, скорее всего вызывает деформацию ядер клеток НМРЛ, снижая Ki67- связанную реорганизацию хроматина и ремодулируя экспрессию генов, включая виментин, что увеличивало химиорезистентность и способность к репопуляции и метастазированию таких клеток вне зависимости от их исходной миграционной способности, а так же химио- и радиочувствительности.