Влияние варианта развития меланомы В16/F10 на содержание Вcl-2 в митохондриях клеток различных органов самок мышей

Цель – изучить содержание Bcl-2 в митохондриях различных органов самок мышей при стандартном и стимулированном росте экспериментальной меланомы B16/F10.
Материалы и методы. Работа выполнена на самках мышей линии С57ВL/6 (n = 168), которых разделили на группы: интактную (n = 21), группу с воспроизведением модели хронической нейрогенной боли (ХНБ) (n = 21), группу «М» – меланома B16/F10 (n = 63), группу «ХНБ + М» (n = 63). В митохондриальных образцах методом иммуноферментного анализа определяли концентрацию Bcl-2 в нг/мг белка (Thermo Fisher Scientific, Австрия). Статистическая обработка результатов проводилась с использованием пакета прикладных программ Statistica 10.0.
Результаты. По сравнению со значениями Bcl-2 у интактных животных, ХНБ способствовала снижению данного показателя в митохондриях сердца в 1,3 раза, а в митохондриях кожи, напротив, повышала в 5,9 раз. В динамике стандартного роста меланомы содержание Bcl-2 изменялось относительно соответствующих интактных величин в митохондриях мозга, сердца, кожи, при этом не менялось в печени и почках. В митохондриях меланомы уровень Bcl-2 по сравнению с интактной кожей был высоким на всем протяжении стандартного роста опухоли. Стимулированный рост меланомы при ХНБ вовлекал в патологический процесс органы, количество которых увеличивалось по мере развития опухоли. Так, по сравнению со значениями в группе ХНБ изменение уровня Bcl-2 на 1-й нед роста фиксировали в митохондриях сердца, на 2-й – в сердце и коже, на 3-й нед – в сердце, коже и мозге. Не изменялся показатель в митохондриях печени и почек. В митохондриях меланомы, стимулированной ХНБ, уровень Bcl-2 на протяжении всего роста опухоли был ниже, чем в митохондриях кожи при ХНБ.
Заключение. Выявлено, что митохондрии клеток печени и почек обладают определенной стабильностью по Bcl-2 как при стандартном развитии опухолевого процесса, так и при стимулированном. Полагаем, что различная динамика Bcl-2 в митохондриях клеток меланомы в зависимости от варианта развития опухоли свидетельствует о модулирующем эффекте ХНБ и способности менять уровень показателя в зависимости от фазы роста.

1. Gilmore A., King L. Emerging approaches to target mitochondrial apoptosis in cancer cells. F1000Research. 2019; 8 (1000): 1793. DOI: 10.12688/f1000research.18872.1.

2. Fulda S. Smac mimetics to therapeutically target IAP proteins in cancer. Int. Rev. Cell Mol. Biol. 2017; 330: 157–169. DOI: 10.1016/bs.ircmb.2016.09.004.

3. Von Karstedt S., Montinaro A., Walczak H. Exploring the TRAILs less travelled: TRAIL in cancer biology and therapy. Nat. Rev. Cancer. 2017; 17 (6): 352–366. DOI: 10.1038/nrc.2017.28.

4. Badrinath N., Yoo S.Y. Mitochondria in cancer: in the aspects of tumorigenesis and targeted therapy. Carcinogenesis. 2018; 39 (12): 1419–1430. DOI:10.1093/carcin/bgy148.

5. Hanahan D., Weinberg R.A. The hallmarks of cancer. Cell. 2000; 100 (1): 57–70. DOI: 10.1016/S0092-8674(00)81683-9.

6. Youle R.J., Strasser A. The BCL-2 protein family: opposing activities that mediate cell death. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2008; 9 (1): 47–59. DOI: 10.1038/nrm2308.

7. Vikström I.B., Slomp A., Carrington E.M., Moesbergen L.M., Chang C., Kelly G.L., Glaser S.P., Jansen J.H., Leusen J.H., Strasser A., Huang D.C., Lew A.M., Peperzak V., Tarlinton D.M. MCL-1 is required throughout B-cell development and its loss sensitizes specific B-cell subsets to inhibition of BCL-2 r BCL-XL. Cell Death Dis. 2016; 7 (8): 2345. DOI: 10.1038/cddis.2016.237.

8. Grabow S., Kueh A.J., Ke F., Vanyai H.K., Sheikh B.N., Dengler M.A., Chiang W., Eccles S., Smyth I.M., Jones L.K., De Sauvage F.J., Scott M., Whitehead L., Voss A.K., Strasser F. Subtle changes in the levels of BCL-2 proteins cause severe craniofacial abnormalities. Cell Rep. 2018; 24 (12): 3285–3295. DOI: 10.1016/j.celrep.2018.08.048.

9. Ankers J.M., Awais R., Jones N.A., Boyd J., Ryan S., Adamson A.D., Harper C.V., Bridge L., Spiller D.G., Jackson D.A., Paszek P., Sée V., White M.R. Dynamic NF-κB and E2F interactions control the priority and timing of inflammatory signalling and cell proliferation. eLife. 2016; 5: 10473. DOI: 10.7554/eLife.10473.

10. Schellenberg B., Wang P., Keeble J.A., Rodriguez-Enriquez R., Walker S., Owens T.W., Foster F., Tanianis-Hughes J., Brennan K., Streuli C.H., Gilmore A.P. Bax exists in a dynamic equilibrium between the cytosol and mitochondria to control apoptotic priming. Mol Cell. 2013: 49 (5): 959–971. DOI: 10.1016/j.molcel.2012.12.022.

11. Flusberg D.A., Roux J., Spencer S.L., Sorger P.K. Cells surviving fractional killing by TRAIL exhibit transient but sustainable resistance and inflammatory phenotypes. Mol. Biol. Cell. 2013; 24 (14): 2186–2200. DOI: 10.1091/mbc.e12-10-0737.

12. Gascoigne K.E., Taylor S.S. Cancer cells display profound intra- and interline variation following prolonged exposure to antimitotic drugs. Cancer Cell. 2008; 14 (2): 111–122. DOI: 10.1016/j.ccr.2008.07.002.

13. Кит О.И., Франциянц Е.М., Котиева И.М., и др. Некоторые механизмы повышения злокачественности меланомы на фоне хронической боли у самок мышей. Российский журнал боли. 2017; 2 (53): 14–20.

14. Егорова М.В., Афанасьев С.А. Выделение митохондрий из клеток и тканей животных и человека: Современные методические приемы. Сибирский медицинский журнал. 2011; 26 (1-1): 22–28.

15. Czabotar P.E., Lessene G., Strasser A., Adams J.M. Control of apoptosis by the BCL-2 protein family: implications for physiology and therapy. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2014; 15 (1): 49–63. DOI: 10.1038/nrm3722.

16. Nakazawa M., Matsubara H., Matsushita Y., Watanabe M., Vo N., Yoshida H., Yamaguchi M., Kataoka T. The human Bcl-2 family member Bcl-rambo localizes to mitochondria and induces apoptosis and morphological aberrations in drosophila. PloS One. 2016; 11 (6): 0157823. DOI: 10.1371/journal.pone.0157823.

17. Cenini G., Lloret A., Cascella R. Oxidative stress in neurodegenerative diseases: from a mitochondrial point of view. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2019; 2019: 2105607. DOI: 10.1155/2019/2105607.

18. Yin X., Xin H., Mao S., Wu G., Guo L. The role of autophagy in sepsis: protection and injury to organs. Frontiers in Physiology. 2019; (10): 1071. DOI: 10.3389/fphys.2019.01071.

19. Edlich F. BCL-2 proteins and apoptosis: Recent insights and unknowns. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2018; 500 (1): 26–34. DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.06.190.

20. Wang J., Feng W., Yuan Z., Weber J.D., Zhang Y. DHX33 Interacts with AP-2β to regulate Bcl-2 gene expression and promote cancer cell survival. Molecular and Cellular Biology. 2019; 39 (17): 17–19. DOI: 10.1128/MCB.00017-19.

21. Elkholi R., Renault T.T., Serasinghe M.N., Chipuk J.E. Putting the pieces together: How is the mitochondrial pathway of apoptosis regulated in cancer and chemotherapy? Cancer & Metabolism. 2014; 2: 16. DOI: 10.1186/2049-3002-2-16.

22. Hartman M.L., Czyz M. BCL-w: apoptotic and non-apoptotic role in health and disease. Cell Death & Disease. 2020; 11 (4): 260. DOI: 10.1038/s41419-020-2417-0.