Cytological evaluation of a single cell culture of Luminal A subtype breast carcinoma cells

Introduction. Despite significant advances in the creation of stable cell lines, the focus of research has recently shifted toward the creation of primary cell cultures derived directly from patient tumor samples, which include both tumor cells and microenvironmental cells.

The aim of the study was to compare the morphological characteristics of the cells of a breast carcinoma sample when cultured over three passages.

Materials and methods. Material for the study was obtained during surgical intervention in a patient diagnosed with breast carcinoma. Slices were prepared from the tumor sample according to the standard histological protocol and stained with monoclonal antibodies to estrogen, progesterone, Ki-67, Her2/neu receptors. Cell nuclei were stained with hematoxylin. Immunohistochemical reaction was performed in DAKO autostainer (Denmark). Part of the material was placed in Hanks' solution with 5% antibiotic antimycotics and delivered to the Cell Culture Laboratory, where after performing the standard protocol for obtaining cell culture, tumor cells were diluted in Mammocult nutrient medium and placed in culture vials. For morphological evaluation, cells were stained by Pappenheim. For immunocytochemical analysis in determining the belonging of cells to epithelial cells using anti-Pan Keratin Primary Antibody antibody. The number of cells was counted in an automatic TC20 counter, and culture growth was monitored using an Eclipse TS100 microscope, Nikon (Japan).

Results and Discussion. On the basis of immunohistochemical study, the tumor sample was classified as Luminal-A subtype. During the study several groups of cells were isolated and cytologically evaluated. The results of immunocytochemical analysis of the cultured cells confirm that the tumor cells retained their epithelial phenotype during culturing. In spite of the manifestation of cell polymorphism in BML cell culture, during three passages the cultured tumor cells retained their epithelial nature and showed a tendency to form a monolayer.

Conclusion. A detailed study of cytomorphology and immunocytological characteristics of cultured cells of different immunohistochemical PBMC subtypes will help to evaluate the main regularities of tumor cell vital functions in vitro and allow a more differentiated approach to the creation of personalized cell cultures in order to develop a targeted chemotherapeutic effect on tumors of specific patients.

1. Сазонов С. В. Обеспечение качества молекулярно-биологического исследования при диагностике инвазивного рака молочной железы : монография. – Екатеринбург : ВУМАН, 2018. 152 с.

2. Галимова Э. С., Галагудза М. М. Двухмерные и трехмерные модели культур клеток опухолей in vitro. Преимущества и недостатки // Бюллютень сибирской медицины. – 2018. 17 (3). С.188-196.

3. A collection of breast cancer cell lines for the study of functionally distinct cancer subtypes / Neve RM [et al.] // Cancer Cell. 2006. 10 (6). С. 515-27.

4. Внутриопухолевая гетерогенность: природа и биологическое значение / Т.С. Геращенко [и др.] // Биохимия. 2013. Т.78, № 11. С.1531-1549.

5. Establishment and Characterization of a New Triple Negative Breast Cancer Cell Line from an Iranian Breast Cancer Tissue / F.Ghaderi [et al.] //Asian Pac. J. Cancer Prev. 2019. Vol. 20(6). Р. 1683-1689.

6. Hanahan D., Coussens L. M. Accessories to the crime: functions of cells recruited to the tumor microenvironment // Cancer Cell. 2012. Vol. 21(3). Р. 309-22.

7. Могиленских А. С., Сазонов С. В. Создание клеточных линий карциномы молочной железы // Гены и Клетки. 2021. Т. 16., № 1. С. 15-23.

8. Primary culture of breast cancer: a model system for epithelial-mesenchymal transition and cancer stem cells/ T. Nishikata [et al.] // Anticancer Res. 2013. 33(7). С 2867-73.

9. Molecular profiling of breast cancer cell lines defines relevant tumor models and provides a resource for cancer gene discovery / J. Kao [et al.] // PloS one. 2009. Vol. 4. e6146.

10. Subtype and pathway specific responses to anticancer compounds in breast cancer / L.M. Heiser [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2012. Vol.109. Р.2724-9.

11. Могиленских А. С, Сазонов С. В., Демидов С. М. Оценка влияния различных условий культивирования на рост первичной клеточной культуры карциномы молочной железы // Современная медицина новые подходы и актуальные исследования : сборник материалов международной научно-практической конференции, посвященной 30-летнему юбилею Медицинского института ФГБОУ ВО «Чеченский государственный университет» / под ред. М. Р. Нахаева. – Изд-во ГЧГУ, 2020. – С.508-514.

12. ROCK Inhibitor and Feeder Cells Induce the Conditional Reprogramming of Epithelial Cells / S. Liu [et al.] // The American Journal of Pathology. 2015. Vol.180 (2). Р. 599-607.

13. Mitra A., Mishra L., Li S. Technologies for deriving primary tumor cells for use in personalized cancer therapy // Trends Biotechnol. 2013. Vol. 31(6). Р. 347-54.

14. Freshney R. I. Induction of differentiation in neoplastic cells //Anticancer Res. 1985. Vol 5(1). Р.111-30.

15. Могиленских А. С., Седнева-Луговец Д. А. Сравнение роста первичной культуры карциномы молочной железы в различных условиях для культивирования // Актуальные вопросы современной медицинской науки и здравоохранения : Материалы V Международной научно-практической конференции молодых ученых и студентов, посвященной 75-летию Победы в Великой Отечественной войне, 90-летию УГМУ и 100-летию медицинского образования на Урале. – Екатеринбург : Изд-во ФГБОУ ВО УГМУ, 2020. – с.128-132.

16. Нуштаева А. А. Культуры онкотрансформированных клеток молочной железы и эндометрия для изучения опухолевой прогрессии и разработки терапевтических подходов : дис. ... канд. биол. наук : 03.01.03: – Новосибирск, 2019. – 171с.

17. Роль экстрацеллюлярного матрикса в патогенезе опухолей молочной железы / А. В. Летуновская, Д. А. Олейников, О. Я. Порембская, Я. Г. Торопова // Цитология. – 2020. – Т.62, № 2. – С.98-111.

18. Могиленских А. С., Сазонов С. В., Демидов С. М. Оптимизация условий культивирования первичной карциномы молочной железы человека: сборник научных докладов VI Петербургского международного онкологического форума «Белые ночи 2020». – Санкт-Петербург : Изд-во АННМО «Вопросы онкологии», 2020. – С. 98.

19. Primary culture of squamous head and neck cancer with and without 3T3 fibroblasts and effect of clinical tumor characteristics on growth in vitro / M. A Cobleigh [et al.] // Cancer. – 1987. Vol. 59 (10). Р. 1732-8.

20. Selective culture of epithelial cells from primary breast carcinomas using irradiated 3T3 cells as feeder layer / C. S. Wang [et al.] // Pathol. Res. Pract. – 2001. Vol. 197(3). Р. 175-81.

21. Efficient and simple approach to in vitro culture of primary epithelial cancer cells / K. Janik [et al.] // Biosci Rep. 2016. Vol. 36 (6). e00423.

22. Large expansion of morphologically heterogeneous mammary epithelial cells, including the luminal phenotype, from human breast tumours. / L. Krasna [et al.] // Breast Cancer Res. Treat. 2002. Vol.71 P. 219-35.

23. Волченко Н. Н., Полонская Н. Ю. Цитологический метод в диагностике опухолей и опухолеподобных процессов // Новости клинической цитологии России. – 2018. – Т.22, № 1-2. – С.23-29.

24. Могиленских А. С., Шамшурина Е. О. Морфологическая оценка клеток карциномы молочной железы тройного негативного подтипа в культуре // Гены и Клетки. – 2020. – Т. 15, № S3. – С. 104.

25. Опыт культивирования клеток карциномы молочной железы люминального подтипа / С. В. Сазонов [и др.] // Материалы VII межрегиональной научно-практической конференции «Клеточные технологии — практическому здравоохранению 2018» / под общей редакцией С. Л. Леонтьева. – Екатеринбург : Изд-во Вестник Уральской медицинской академической науки, 2018. – С.115-128.

26. Морфологическая характеристика клеток, полученных из образцов карциномы молочной железы разных молекулярно-биологических подтипов / А. С. Могиленских [и др.] // Актуальные вопросы современной медицинской науки и здравоохранения : сборник статей VI Международной научно-практической конференции молодых ученых и студентов, посвященной году науки и технологий. – Екатеринбург : Изд-во: ФГБОУ ВО УГМУ, 2021. – С. 1201-1206.

27. Структурная динамика адгезивных клеток костного мозга при культивировании: первый пассаж (часть 2) / Н. П. Омельяненко, В. К. Ильина, А. В. Ковалев, С. А. Родионов // Гены и клетки. – 2014. – Т. IX, № 4. – С.56-62.

28. Влияние доксорубицина на клетки карциномы молочной железы тройного негативного подтипа в культуре / Е. О. Шамшурина [и др.] // Вопросы морфологии XXI века. Выпуск 6. С. 205-209.

29. Оценка изменения морфологических и иммуногистохимических характеристик карцином молочной железы при проведении неоадъювантной системной терапии / В. О. Башлык [и др.] //Опухоли женской репродуктивной системы. – 2018. – Т.14, № 8. – С.12-19.

30. 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. – Т.12 (4). – С.7681.

31. Сазонов С. В., Казанцева Н. В., Конышев К. В. Проявления эпителиально-мезенхимального перехода при трижды негативном раке молочной железы // Успехи молекулярной онкологии. – 2018. – Т.5, № S4. – С. 77.

32. Клинические рекомендации РООМ по диагностике и лечению рака молочной железы / В.Ф. Семиглазов [и др.]. – Санкт-Петербург : Издательский дом «АБВ-пресс», 2015. – 504 с.