Исследование структуры ядер клеток линии аденокарциномы Эрлиха с радиорезистентным фенотипом

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Обоснование. Одна из проблем лучевой терапии злокачественных новообразований — возникновение субпопуляции клеток, обладающих меньшей радиочувствительностью, чем исходная опухоль. Фракционированное облучение при лучевой терапии часто приводит к тому, что клетки с радиорезистентным фенотипом могут полностью заместить клетки исходной популяции. Мы предполагаем наличие изменений в эпигенетическом профиле клетки, которые затрагивают укладку хроматина в ядре, что приводит к формированию радиорезистентного фенотипа.

Цель — исследовать структуры ядер субпопуляции клеток линии аденокарциномы Эрлиха с радиорезистентным фенотипом.

Материалы и методы. В эксперименте клетки аденокарциномы Эрлиха (перевивная асцитная опухоль мышей) подвергали облучению в установке РХ-30-гамма (источник 60Co, мощность дозы 0,87 Гр/мин), после чего перевивали самкам аутбредных мышей ICR (CD-1). Облучение исходной популяции аденокарциномы Эрлиха показало, что клетки теряли способность к перевивке при дозе облучения 20 Гр и выше. В серии облучений с постепенным увеличением дозы (от 10 до 40 Гр) удалось получить субпопуляцию клеток, сохранившую способность к перевивке после облучения дозой 40 Гр. Для исходной и радиорезистентной субпопуляции клеток линии аденокарциномы Эрлиха проведены тесты по оценке чувствительности к действию ионизирующего излучения и получены препараты ядер клеток для исследования их структуры методом малоуглового рентгеновского рассеяния (SAXS).

Результаты. Анализ данных рассеяния, полученных на SAXS-дифрактометре показал, что структура ядер аденокарциномы Эрлиха практически не меняется для образцов, полученных от клеток исходной популяции и переживших облучение дозами 20 и 30 Гр. При этом клетки аденокарциномы Эрлиха, пережившие облучение дозой 40 Гр, демонстрируют аномально низкую фрактальную размерность в масс-фрактальном режиме (на размерах 40–200 нм).

Заключение. Изменение характера укладки хроматина в ядрах клеток с радиорезистентным фенотипом может помочь понять изменения, происходящие в клетке и приводящие к формированию радиорезистентности.

Об авторах

Владимир Станиславович Бурдаков

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

Email: burdakov_na@pnpi.nrcki.ru
ORCID iD: 0000-0001-6025-7367

младший научный сотрудник

Россия, Гатчина

Игнатий Анатольевич Кулаков

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

Автор, ответственный за переписку.
Email: kulakov_ia@pnpi.nrcki.ru
ORCID iD: 0009-0003-5952-4773
SPIN-код: 6895-7452

старший лаборант

Россия, Гатчина

Любовь Алексеевна Иванова

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

Email: ivanova_la@pnpi.nrcki.ru
ORCID iD: 0000-0002-3341-4344

младший научный сотрудник

Россия, Гатчина

Юлия Евгеньевна Горшкова

Объединенный институт ядерных исследований

Email: gorshk@nf.jinr.ru
ORCID iD: 0000-0002-5016-1553
SPIN-код: 6493-3711

канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник

Россия, Дубна

Геннадий Петрович Копица

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»; Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова — филиал Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

Email: kopitsa_gp@pnpi.nrcki.ru
ORCID iD: 0000-0002-0525-2480
SPIN-код: 3176-8490

старший научный сотрудник; старший научный сотрудник

Россия, Гатчина; Санкт-Петербург

Дмитрий Витальевич Лебедев

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

Email: Lebedev_dv@pnpi.nrcki.ru
ORCID iD: 0000-0003-4313-9953
SPIN-код: 7937-5595

канд. физ.-мат. наук, заместитель руководителя по науке

Россия, Гатчина

Алексей Александрович Богданов

Санкт-Петербургский клинический научно-практический центр специализированных видов медицинской помощи (онкологический) им. Н.П. Напалкова

Email: a.bogdanov@oncocentre.ru
ORCID iD: 0000-0002-7887-4635
SPIN-код: 5625-8391

канд. физ.-мат. наук, заместитель директора по научной работе

Россия, Санкт-Петербург

Николай Александрович Верлов

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

Email: verlov_na@pnpi.nrcki.ru
ORCID iD: 0000-0002-3756-0701
SPIN-код: 8787-7492

канд. биол. наук, заведующий Ресурсным центром Отделения молекулярной и радиационной биофизики

Россия, Гатчина

Список литературы

  1. Bernier J., Hall E.J., Giaccia A. Radiation oncology: a century of achievements // Nat Rev Cancer. 2004. Vol. 4, N 9. P. 737–747. doi: 10.1038/nrc1451
  2. Windholz F. Problems of acquired radioresistance of cancer; adaptation of tumor cells // Radiology. 1947. Vol. 48, N 4. P. 398–404. doi: 10.1148/48.4.398
  3. Busato F., Khouzai B.E., Mognato M. Biological mechanisms to reduce radioresistance and increase the efficacy of radiotherapy: state of the art // IJMS. 2022. Vol. 23, N 18. P. 10211. doi: 10.3390/ijms231810211
  4. Fang M., Marta G.N. Hypofractionated and hyper-hypofractionated radiation therapy in postoperative breast cancer treatment // Rev Assoc Med Bras (1992). 2020. Vol. 66, N 9. P. 1301–1306. doi: 10.1590/1806-9282.66.9.1301
  5. Raveendran C., Meloot S.S., Yadev I. Survival outcomes of post-mastectomy breast cancer patients treated with hypofractionated radiation treatment compared to conventional fractionation – a retrospective cohort study // Gulf J Oncolog. 2023. Vol. 1, N 42. P. 26–34.
  6. Rivera S., Hannoun-Lévi J.-M. Hypofractionated radiation therapy for invasive breast cancer: From moderate to extreme protocols // Cancer Radiothér. 2019. Vol. 23, N 8. P. 874–882. doi: 10.1016/j.canrad.2019.09.002
  7. Dagogo-Jack I., Shaw A.T. Tumour heterogeneity and resistance to cancer therapies // Nat Rev Clin Oncol. 2018. Vol. 15, N 2. P. 81–94. doi: 10.1038/nrclinonc.2017.166
  8. Falk M., Lukášová E., Kozubek S. Chromatin structure influences the sensitivity of DNA to gamma-radiation // Biochim Biophys Acta. 2008. Vol. 1783, N 12. P. 2398–2414. doi: 10.1016/j.bbamcr.2008.07.010
  9. Hawkins R.B. The influence of concentration of DNA on the radiosensitivity of mammalian cells // Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2005. Vol. 63, N 2. P. 529–535. doi: 10.1016/j.ijrobp.2005.05.055
  10. Levantino M., Yorke B.A., Monteiro D.C., et al. Using synchrotrons and XFELs for time-resolved X-ray crystallography and solution scattering experiments on biomolecules // Curr Opin Struct Biol. 2015. Vol. 35. P. 41–48. doi: 10.1016/j.sbi.2015.07.017
  11. Lebedev D.V., Filatov M.V., Kuklin A.I., et al. Fractal nature of chromatin organization in interphase chicken erythrocyte nuclei: DNA structure exhibits biphasic fractal properties // FEBS Lett. 2005. Vol. 579, N 6. P. 1465–1468. doi: 10.1016/j.febslet.2005.01.052
  12. Isaev-Ivanov V.V., Lebedev D.V., Lauter H., et al. Comparative analysis of the nucleosome structure of cell nuclei by small-angle neutron scattering // Phys Solid State. 2010. Vol. 52, N 5. P. 1063–1073. doi: 10.1134/S1063783410050379
  13. Lebedev D.V., Zabrodskaya Y.A., Pipich V., et al. Effect of alpha-lactalbumin and lactoferrin oleic acid complexes on chromatin structural organization // Biochem Biophys Res Commun. 2019. Vol. 520, N 1. P. 136–139. doi: 10.1016/j.bbrc.2019.09.116

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема получения радиорезистентной субпопуляции клеток аденокарциномы Эрлиха (белый круг — перевиваемые клетки; серый — клетки, утратившие способность к перевивке). WT — дикий тип (Wild Type), материнская (исходная) линия клеток.

Скачать (177KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость доли выживших клеток от поглощенной дозы для клеток аденокарциномы Эрлиха (АКЭ) дикого типа и субпопуляции АКЭ40+ с радиорезистентным фенотипом (* p < 0,05; ** p < 0,01; *** p < 0,001; **** p < 0,0001).

Скачать (201KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Спектры малоуглового рентгеновского рассеяния ядер клеток аденокарциномы Эрлиха (АКЭ) дикого типа и субпопуляций АКЭ20+, АКЭ30+ и АКЭ40+ с радиорезистентным фенотипом.

Скачать (114KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Ссылка на описание лицензии: https://eco-vector.com/for_authors.php#07

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».