Vozdeystvie na energeticheskiy metabolizm v kachestve misheni dlya stimulyatsii gibeli opukholevykh kletok

Abstract

Full Text

Метаболическое репрограммирование большинства типа опухолей можно охарактеризовать двумя основными изменениями в энергообмене клеток: преобладанием гликолиза над окислительным фос-форилированием и повышением потребления глутамина в качестве энергетического субстрата. В связи с тем, что большинство опухолей характеризуются значительным гликолитическим сдвигом, во многих случаях ингибирование метаболизма опухолевых клеток путем подавления гликолиза считается перспективным подходом к терапии опухолей. Так, 2-дезоксиглюкозу (2-ДГ), ингибитор гексокиназы, рассматривают как потенциальный агент для комбинированной противоопухолевой терапии. Однако, в последнее время выявлены новые механизмы действия 2-ДГ и показано, что 2-ДГ помимо энергетики клетки затрагивает процессы N-гликозилирования белков, что также необходимо учитывать при выборе мишеней противоопухолевой терапии. В работе использовались человеческие клеточные линии нейро-бластомы SK-N-BE (2) и колоректального рака HCT 116. Для индукции апоптоза были использованы применяемые в клинике цитотоксические препараты цисплатин и этопозид. Для оценки клеточной гибели были использованы методы проточной цитофлуоме-трии (анализ SubG1, окраска Аннексин V-пропидий йодид), вестерн-блот анализ (оценка расщепления каспаз и их субстратов, выход цитохрома с из митохондрий), оценка энергетики опухолевых клеток была проведена с помощью анализатора SeahorseXF96 и хемилюминесцентного анализа уровня АТФ. Воздействие 2-ДГ вызывало апоптоз в клетках нейробла-томы SK-N-BE (2) и усиливало клеточную гибель, вызванную цисплатином. Однако, в клетках HCT116 2-ДГ не вызывала клеточную смерть и, напротив, подавляла апоптоз, вызванный цисплатином и это-позидом. При сравнении энергетики опухолей было выявлено, что SK-N-BE (2) значительно чувствительнее к подавлению продукции АТФ 2-дезоксиглю-козой, чем HCT116, а клеточное дыхание HCT116 значительно превышало дыхание клеток нейробла-стомы. Согласно анализу накопления маркера эндо-плазматического стресса Bip/GRP78 в обеих линиях 2-ДГ вызывала стресс эндоплазматического ретику-лума (ЭПР)- через нарушение N-гликозилирования. Добавление маннозы, ингибитора ЭПР-стресса, подавляло апоптоз в SK-N-BE (2), вызываемый 2-ДГ, из чего следует, что стимуляция клеточной гибели является следствием индукции стресса ЭПР. В клетках HCT116 индукция стресса ЭПР при воздействии 2-ДГ приводила к аутофагии (оцениваемой по накоплению второй формы белка LC3-II и деградации белка p62). Добавление маннозы отменяло защиту клеток HCT116 от апоптоза. Данные о роли аутофа-гии были подтверждены использованием ингибитора процесса бафиломицина, который отменял защиту 2-ДГ в клетках HCT116 и активатора аутофагии рапамицина, который подавлял апоптоз, вызванный цисплатином и 2-ДГ, в клетках SK-N-BE (2). Таким образом, сочетанное действие традиционно применяемых противоопухолевых препаратов вместе с модуляторами клеточной энергетики и аутофагии может служить эффективной стратегией элиминирования опухолевых клеток.