Сравнение фенотипов клеток адгезивной и неадгезивной культур карциномы молочной железы

Введение. Первичные клеточные культуры карциномы молочной железы (КМЖ) используются как модель для изучения процессов внутриопухолевой гетерогенности, лекарственной резистентности и различных молекулярно-биологических процессов. Одним из вариантов первичной культуры является неадгезивная культура клеток в виде сфероидов – маммосфер. Имеются данные о том, что клетки, выделенные из маммосфер, имеют мезенхимальные признаки. Однако приобретение мезенхимальных признаков в маммосферах, полученных из опухолей , коррелирует с подавлением экспрессии рецепторов эстрогена и, следовательно, с резистентностью к терапии против гормонзависимых опухолей .

Цель исследования – определить влияние методики культивирования клеток КМЖ на способность клеток сохранять эпителиальный фенотип.

Материалы и методы. Представлен сравнительныи анализ двух образцов культуры КМЖ, исследуемых на протяжении трех пассажеи при разных способах культивирования. Окраска для морфологическои оценки проводилась по Паппенгеи му. Определение принадлежности клеток к эпителиальным проводили с использованием антитела anti-Pan Keratin (AE1/AE3/PCK26) Primary Antibody (Roche diagnostics, USA).

Результаты. Для анализа культур были взяты три пассажа (Р2, Р3, Р4) неадгезивных и три пассажа адгезивных клеток. В ходе исследования данных вариантов культуры КМЖ были определены морфологические особенности клеток на каждом пассаже и обнаружено, что независимо от методики, выбраннои при культивировании, клетки исследуемых культур сохраняют эпителиальныи фенотип. Однако при исследовании адгезивнои культуры выявлен большии процент клеток, демонстрирующих эпителиальныи фенотип, по сравнению с клетками неадгезивнои культуры.

Обсуждение. В ходе исследования выделено шесть морфологических групп клеток, полученных при создании первичной культуры образца КМЖ, среди которых проявляются отличия в сохранении эпителиальной природы на всем протяжении культивирования.

Заключение. Выбор методики культивирования оказывает влияние на способность клеток сохранять эпителиальный фенотип на протяжении трех пассажей . На втором пассаже уровень экспрессии панцитокератина в адгезивнои культуре значимо отличается от неадгезивнои . К четвертому пассажу происходит резкое снижение количества эпителиальных клеток.

1. Галимова Э.С., Галагудза М.М. Двухмерные и трехмерные модели культур клеток опухолей in vitro. Преимущества и недостатки. Бюллетень сибирской медицины. 2018;17(3):188–196.

2. Ali R., Samman N., Al Zahrani H. et al. Isolation and characterization of a new naturally immortalized human breast carcinoma cell line, KAIMRC1. BMC Cancer. 2017;17(1):803. http://doi.org/10.1186/s12885-017-3812-5.

3. Zhao P., Zhou W., Liu Ch. et al. Establishment and characterization of a CTC cell line from peripheral blood of breast cancer patient. J Cancer. 2019;10(24):6095–6104. http://doi.org/10.7150/jca.33157.

4. Bezdieniezhnykh N., Lykhova A., Semesiuk N. et al. Establishment and characterization of new breast and ovarian cancer cell lines as a model for studying cellular plasticity in vitro. Exp Oncol. 2016;38(2):94–100.

5. Gillet J-P, Calcagno A.M., Varma S. et al. Redefining the relevance of established cancer cell lines to the study of mechanisms of clinical anti-cancer drug resistance. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108(46):18708–18713. http://doi.org/10.1073/pnas.1111840108.

6. Freshney R.I. Induction of differentiation in neoplastic cells. Anticancer Res. 1985;5(1):111–130.

7. Могиленских А.С., Сазонов С.В. Создание клеточных линий карциномы молочной железы. Гены и Клетки. 2021;16(1):15–23.

8. Janik K., Popeda M., Peciak J. et al. Efficient and simple approach to in vitro culture of primary epithelial cancer cells. Biosci Rep. 2016;36(6):e00423. http://doi.org/10.1042/BSR20160208.

9. Lasfargues E.Y., Ozzello L. Cultivation of human breast carcinomas. J Natl Cancer Inst. 1958;21(6):1131–1147.

10. Сазонов С.В., Бриллиант А.А., Фадеев Ф.А. с соавт. Первый опыт культивирования клеток рака молочной железы. Вестник Уральской медицинской академической науки. 2018;15(6):860–867.

11. Нуштаева А.А. Культуры онкотрансформированных клеток молочной железы и эндометрия для изучения опухолевой прогрессии и разработки терапевтических подходов: дис. ... канд. биол. наук. Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Новосибирск, 2019.

12. Iglesias J.M., Beloqui I., Garcia-Garcia F. et al. Mammosphere formation in breast carcinoma cell lines depends upon expression of E-cadherin. PLoS One. 2013;8(10):e77281. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0077281.

13. Borgna S., Armellin M., di Gennaro A. et al. Mesenchymal traits are selected along with stem features in breast cancer cells grown as mammospheres. Cell cycle. 2012;11(22): 4242–4251. http://doi.org/10.4161/cc.22543.

14. Сазонов С.В., Бриллиант А.А., Бриллиант Ю.М. Связь состояния пролиферативных процессов и особенностей рецепторного аппарата опухолевых клеток карциномы молочной железы. Гены и Клетки. 2017;12(4):76–81.

15. Засадкевич Ю.М., Бриллиант А.А., Сазонов С.В. Роль кадгеринов в норме и при развитии рака молочной железы. Архив патологии. 2015;77(3):57–64.

16. Rivenbark A.G., O’Connor S.M., Coleman W.B. Molecular and cellular heterogeneity in breast cancer: challenges for personalized medicine. Am J Pathol. 2013;183(4):1113–1124. http://doi.org/10.1016/j.ajpath.2013.08.002.

17. Шамшурина Е.О., Могиленских А.С., Гребенюк Е.В. с соавт. Цитологическая оценка одной культуры клеток карциномы молочной железы Luminal A подтипа. Уральский медицинский журнал. 2021;20(5):75–81.

18. Омельяненко Н.П., Ильина В.К., Ковалев А.В., Родионов С.А. Структурная динамика адгезивных клеток костного мозга при культивировании: первый пассаж (часть 2). Гены и клетки. 2014;9(4):56–62.

19. Wang X., Zhang N., Huo Q. et al. Huaier aqueous extract inhibits stem-like characteristics of MCF7 breast cancer cells via inactivation of hedgehog pathway. Tumour Biol. 2014;35(11):10805-10813. http://doi.org/10.1007/s13277-014-2390-2.

20. Сазонов С.В. Обеспечение качества молекулярно-биологических исследования при диагностике рака молочной железы. Екатеринбург: ВУМАН, 2018. 152 с.

21. Allred D.C., Harvey J.M., Berardo M., Clark G.M. Prognostic and predictive factors in breast cancer by immunohistochemical analysis. Mod Pathol. 1998;11(2):155–168.

22. Roelofs Ch., Hollande F., Redvers R. et al. Breast tumour organoids: promising models for the genomic and functional characterisation of breast cancer. Biochem Soc Trans. 2019;47(1):109–117. http://doi.org/10.1042/BST20180375.

23. Ootani A., Li X., Sangiorgi E. et al. Sustained in vitro intestinal epithelial culture within a Wnt-dependent stem cell niche. Nat Med. 2009;15(6):701–706. http://doi.org/10.1038/nm.1951.

24. Lee B.H. Commentary on: «Comprehensive molecular characterization of papillary renal-cell carcinoma. Cancer Genome Atlas Research Network.: N Engl J Med. 2016 Jan 14;374(2):135–45. Urol Oncol. 2017;35(9):578–579. http://doi.org/10.1016/j.urolonc.2017.07.022.

25. Mogilenskich A. Notch signaling pathway in triple negative breast cancer with high and low content of cancer stem cells. ISSR Annual Meeting. 2022:112.

26. Strauss R., Li Z. Y., Liu Y. et al. Analysis of epithelial and mesenchymal markers in ovarian cancer reveals phenotypic heterogeneity and plasticity. PLoS One. 2011;6(1):e16186. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0016186.

27. Ciriello G., Gatza M.L., Beck A.H. et all. Comprehensive molecular portraits of invasive lobular breast cancer. Cell. 2015;163(2):506–519. http://doi.org/10.1016/j.cell.2015.09.033.

28. Nushtaeva A.A., Stepanov G.A., Semenov D.V. et al. Characterization of primary normal and malignant breast cancer cell and their response to chemotherapy and immunostimulatory agents. BMC Cancer. 2018;18(1):728. http://doi.org/10.1186/s12885-018-4635-8.

29. Mani S.A., Guo W., Liao M-J. et al. The epithelial-mesenchymal transition generates cells with properties of stem cells. Cell. 2008;133(4):704–715. http://doi.org/10.1016/j.cell.2008.03.027.

30. Jeppesen M., Hagel G., Glenthoj A. et al. Short-term spheroid culture of primary colorectal cancer cells as an in vitro model for personalizing cancer medicine. PLoS One. 2017;12(9):e0183074. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0183074.