ДНК-содержащие экстраклеточные структуры опухолевых клеток подавляют формирование нейтрофильных экстраклеточных ловушек in vitro

Цель. Исследование параметров формируемых ДНК-содержащих экстраклеточных структур при совместном культивировании нейтрофилов здоровых доноров, клеток аденокарциномы НСТ116 и миелобластомы К562.
Материалы и методы. Осаждение эритроцитов в крови, обработанной ЭДТА, проводили, используя декстран 500. Слой плазмы крови, обогащенный нейтрофилами, отбирали. Примеси мононуклеарных клеток составляли менее 1%. С помощью дифференциального центрифугирования освобождались от тромбоцитов. Выделенные нейтрофилы в среде RPMI-1640 использовали в экспериментах по кратковременному культивированию. Клетки аденокарциномы НСТ116 и миелобластомы К562 были получены из American Type Culture Collection. В экспериментах проводили совместное культивирование нейтрофилов доноров и опухолевых клеток в течение 3 ч. Для визуализации формируемых ДНК-содержащих внеклеточных структур клетками, культивированными на среде RPMI-1640, использовали флуоресцентную микроскопию с красителем SYBR Green.
Результаты. Нейтрофилы распознают опухолевые клетки и реагируют на контактные взаимодействия, формируя нейтрофильные экстраклеточные ловушки в форме нейтрофильных сетей. Контакты с клетками аденокарциномы НСТ116 вызывают быстрое формирование нейтрофильных сетей – в течение 1 ч. Раскрытие нейтрофильных сетей, индуцированное контактами с клетками миелобластомы К562, требует более продолжительной инкубации – в течение 2 ч. Клетки НСТ116 формируют пучки ДНК-содержащих волокон значительного размера, которые полностью ингибируют формирование нейтрофильных сетей. Клетки K562 подавляют нейтрофильные защитные реакции, уменьшая количество и размеры нейтрофильных сетей. Эффект ингибирования нейтрофильных сетей со стороны клеток K562 обусловлен, вероятно, действием растворимого фактора, подавляющего функции нейтрофилов, описанного ранее.
Заключение. Исследование показывает, что обе клеточные линии опухолевых клеток способны подавлять реакции клеток врожденного иммунитета с помощью различных механизмов. Клетки аденокарциномы ингибируют формирование нейтрофильных сетей при непосредственных контактах за счет продуцируемых ДНК-содержащих волокон значительного размера. Клетки миелобластомы вызывают тот же эффект действуя, вероятно, путем секреции гуморальных факторов.

1. Masucci M.T., Minopoli M., Del Vecchio S., Carriero M.V. The emerging role of neutrophil extracellular traps (NETs) in tumor progression and metastasis. Front. Immunol. 2020;11:1749. DOI: 10.3389/fimmu.2020.01749.

2. Rayes R.F., Mouhanna J.G., Nicolau I., Bourdeau F., Giannias B., Rousseau S. et al. Primary tumors induce neutrophil extracellular traps with targetable metastasis promoting effects. JCI Insight. 2019;5(16):e128008. DOI: 10.1172/jci.insight.128008.

3. Munir H., Jones J.O., Janowitz T., Hoffmann M., Euler M., Martins C.P. et al. Stromal-driven and Amyloid β-dependent induction of neutrophil extracellular traps modulates tumor growth. Nature Communications. 2021;12(1):683. DOI: 10.1038/s41467-021-20982-2.

4. Dzobo K. Taking a full snapshot of cancer biology: deciphering the tumor microenvironment for effective cancer therapy in the oncology clinic. OMICS. 2020;24(4):175–179. DOI: 10.1089/omi.2020.0019.

5. Khalaf K., Hana D., Chou J.T., Singh C., Mackiewicz A., Kaczmarek M. Aspects of the tumor microenvironment involved in immune resistance and drug resistance. Front. Immunol. 2021;12:656364. DOI: 10.3389/fimmu.2021.656364.

6. Balta E., Wabnitz G.H., Samstag Y. Hijacked immune cells in the tumor microenvironment: molecular mechanisms of immunosuppression and cues to improve t cell-based immunotherapy of solid tumors. Int. J. Mol. Sci. 2021;22(11):5736. DOI: 10.3390/ijms22115736.

7. Gonzalez-Aparicio M., Alfaro C. Influence of interleukin-8 and neutrophil extracellular trap (NET) formation in the tumor microenvironment: is there a pathogenic role? J. Immunol. Res. 2019;2019:6252138. DOI: 10.1155/2019/6252138.

8. Mousset A., Bellone L., Gaggioli C., Albrengues J. NETscape or NEThance: tailoring anti-cancer therapy. Trends Cancer. 2024;10(7):655–667. DOI: 10.1016/j.trecan.2024.03.007.

9. Mousset A., Albrengues J. Neutrophil extracellular traps modulate chemotherapy efficacy and its adverse side effects. Biol. Cell. 2024;116(7):e2400031. DOI: 10.1111/boc.202400031.

10. Казимирский А.Н., Салмаси Ж.М., Порядин Г.В., Панина М.И., Рогожина Л.С., Ступин В.А. и др. Нейтрофильные экстраклеточные ловушки при воспалительных заболеваниях брюшной полости. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2024;68(1):15–25. DOI: 10.25557/0031-2991.2024.01.15-25.

11. Казимирский А.Н., Салмаси Ж.М., Порядин Г.В., Панина М.И., Ступин В.А., Ким А.Э. и др. Противоинфекционная защита организма человека с участием нейтрофильных сетей. Бюллетень сибирской медицины. 2024;23(1):56–63. DOI: 10.20538/1682-0363-2024-1-56-63.

12. Казимирский А.Н., Салмаси Ж.М., Порядин Г.В., Панина М.И. Новые возможности диагностики и исследования патогенеза различных видов воспаления. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2022;66(2):34–42. DOI: 10.25557/0031-2991.2022.02.34-42.

13. Yazdani H.O., Roy E., Comerci A.J., van der Windt D.J., Zhang H., Huang H. et al. Neutrophil extracellular traps drive mitochondrial homeostasis in tumors to augment growth. Cancer Research. 2019;79(21):5626–5639. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-19-0800.

14. Wang W.W., Wu L., Lu W., Chen W., Yan W., Qi C. et al. Lipopolysaccharides increase the risk of colorectal cancer recurrence and metastasis due to the induction of neutrophil extracellular traps after curative resection. Journal of Cancer Research and Clinical Oncology. 2021;147(9):2609–2619. DOI: 10.1007/s00432-021-03682-8.

15. Amar M., Amit N., Scoazec J.Y., Pasquier C., Babin-Chevaye C., Huu T.P. et al. K562 cells produce an anti-inflammatory factor that inhibits neutrophil functions in vivo. Blood. 1992;80(6):1546–1552.