Biopolym. Cell. 2016; 32(6):433-441.
Молекулярна та клітинна біотехнології
Ембріональні фібробласти миші, які експресують IFNβ або IL-21, інгібують проліферацію клітин меланоми in vitro
- Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680
Abstract
Мета. Вивчення впливу ембріональних фібробластів миші (C57Fb), трансдукованих бакуловірусними векторами (БВ), що містять гени мишачого Ifnβ або IL-21 людини, на виживаність і проліферацію злоякісних клітин меланоми миші (B16) in vitro. Методи. Трансдукція клітин, конструювання БВ, виділення РНК, кількісна ПЛР. Результати. Показано, що до антипроліферативного ефекту IFNβ виявилися чутливими всі досліджувані клітини як нормальні C57Fb, так і пухлинні B16; максимальну чутливість мали клітини B16, які швидко діляться. БВ забезпечували стабільну експресію гена Ifnβ на рівні мРНК протягом 5 діб в клітинах C57Fb/IFNβ. Проліферація клітин B16 пригнічувалася при сумісному культивуванні з C57Fb/IFNβ або C57Fb/IL21 клітинами. Висновки. IFNβ і IL-21, синтезовані ембріональними фібробластами С57Fb, трансдукованими БВ з генами Ifnβ або IL-21 інгібували проліферацію клітин В16 при їх сумісному культивуванні in vitro.
Keywords: ембріональні фібробласти, клітини меланоми, інтерферон β (IFNβ), інтерлейкін-21 (IL-21), бакуловірусні вектори, трансдукція
Повний текст: (PDF, англійською)
References
[1]
Amara I, Touati W, Beaune P, de Waziers I. Mesenchymal stem cells as cellular vehicles for prodrug gene therapy against tumors. Biochimie. 2014;105:4-11.
[2]
Serakinci N, Fahrioglu U, Christensen R. Mesenchymal stem cells, cancer challenges and new directions. Eur J Cancer. 2014;50(8):1522-30.
[3]
Cihova M, Altanerova V, Altaner C. Stem cell based cancer gene therapy. Mol Pharm. 2011;8(5):1480-7.
[4]
Mavroudi M, Zarogoulidis P, Porpodis K, Kioumis I, Lampaki S, Yarmus L, Malecki R, Zarogoulidis K, Malecki M. Stem cells' guided gene therapy of cancer: New frontier in personalized and targeted therapy. J Cancer Res Ther (Manch). 2014;2(1):22-33.
[5]
Haniffa MA, Wang XN, Holtick U, Rae M, Isaacs JD, Dickinson AM, Hilkens CM, Collin MP. Adult human fibroblasts are potent immunoregulatory cells and functionally equivalent to mesenchymal stem cells. J Immunol. 2007;179(3):1595-604.
[6]
Bhattacharya N. Fetal cell/tissue therapy in adult disease: a new horizon in regenerative medicine. Clin Exp Obstet Gynecol. 2004;31(3):167-73.
[7]
Sun H, Gulbagci NT, Taneja R. Analysis of growth properties and cell cycle regulation using mouse embryonic fibroblast cells. Methods Mol Biol. 2007;383:311-9.
[8]
Amit M, Shariki C, Margulets V, Itskovitz-Eldor J. Feeder layer- and serum-free culture of human embryonic stem cells. Biol Reprod. 2004;70(3):837-45.
[9]
De Buys Roessingh AS, Hohlfeld J, Scaletta C, Hirt-Burri N, Gerber S, Hohlfeld P, Gebbers JO, Applegate LA. Development, characterization, and use of a fetal skin cell bank for tissue engineering in wound healing. Cell Transplant. 2006;15(8-9):823-34.
[10]
Saeed H, Taipaleenmäki H, Aldahmash AM, Abdallah BM, Kassem M. Mouse embryonic fibroblasts (MEF) exhibit a similar but not identical phenotype to bone marrow stromal stem cells (BMSC). Stem Cell Rev. 2012;8(2):318-28.
[11]
Yusuf B, Gopurappilly R, Dadheech N, Gupta S, Bhonde R, Pal R. Embryonic fibroblasts represent a connecting link between mesenchymal and embryonic stem cells. Dev Growth Differ. 2013;55(3):330-40.
[12]
Haniffa MA, Collin MP, Buckley CD, Dazzi F. Mesenchymal stem cells: the fibroblasts' new clothes? Haematologica. 2009;94(2):258-63.
[13]
Lysy PA, Smets F, Sibille C, Najimi M, Sokal EM. Human skin fibroblasts: From mesodermal to hepatocyte-like differentiation. Hepatology. 2007;46(5):1574-85.
[14]
Goodbourn S, Didcock L, Randall RE. Interferons: cell signalling, immune modulation, antiviral response and virus countermeasures. J Gen Virol. 2000;81(Pt 10):2341-64.
[15]
Kaynor C, Xin M, Wakefield J, Barsoum J, Qin XQ. Direct evidence that IFN-beta functions as a tumor-suppressor protein. J Interferon Cytokine Res. 2002;22(11):1089-98.
[16]
Studeny M, Marini FC, Dembinski JL, Zompetta C, Cabreira-Hansen M, Bekele BN, Champlin RE, Andreeff M. Mesenchymal stem cells: potential precursors for tumor stroma and targeted-delivery vehicles for anticancer agents. J Natl Cancer Inst. 2004;96(21):1593-603.
[17]
Zhang F, Lu W, Dong Z. Tumor-infiltrating macrophages are involved in suppressing growth and metastasis of human prostate cancer cells by INF-beta gene therapy in nude mice. Clin Cancer Res. 2002;8(9):2942-51.
[18]
Ren C, Kumar S, Chanda D, Kallman L, Chen J, Mountz JD, Ponnazhagan S. Cancer gene therapy using mesenchymal stem cells expressing interferon-beta in a mouse prostate cancer lung metastasis model. Gene Ther. 2008;15(21):1446-53.
[19]
Ling X, Marini F, Konopleva M, Schober W, Shi Y, Burks J, Clise-Dwyer K, Wang RY, Zhang W, Yuan X, Lu H, Caldwell L, Andreeff M. Mesenchymal Stem Cells Overexpressing IFN-β Inhibit Breast Cancer Growth and Metastases through Stat3 Signaling in a Syngeneic Tumor Model. Cancer Microenviron. 2010;3(1):83-95.
[20]
Skak K, Kragh M, Hausman D, Smyth MJ, Sivakumar PV. Interleukin 21: combination strategies for cancer therapy. Nat Rev Drug Discov. 2008;7(3):231-40.
[21]
Spolski R, Leonard WJ. Interleukin-21: a double-edged sword with therapeutic potential. Nat Rev Drug Discov. 2014;13(5):379-95.
[22]
Zhang Y, Wang J, Ren M, Li M, Chen D, Chen J, Shi F, Wang X, Dou J. Gene therapy of ovarian cancer using IL-21-secreting human umbilical cord mesenchymal stem cells in nude mice. J Ovarian Res. 2014;7:8.
[23]
Frederiksen KS, Lundsgaard D, Freeman JA, Hughes SD, Holm TL, Skrumsager BK, Petri A, Hansen LT, McArthur GA, Davis ID, Skak K. IL-21 induces in vivo immune activation of NK cells and CD8(+) T cells in patients with metastatic melanoma and renal cell carcinoma. Cancer Immunol Immunother. 2008;57(10):1439-49.
[24]
Airenne KJ, Hu YC, Kost TA, Smith RH, Kotin RM, Ono C, Matsuura Y, Wang S, Ylä-Herttuala S. Baculovirus: an insect-derived vector for diverse gene transfer applications. Mol Ther. 2013;21(4):739-49.
[25]
Anopriyenko OV, Vagyna IN, Zaharuk OA, Strokovska LI, Solomko OP. Baculovirus vectors Ac-Cmv-Gfp, Ac-M-Gfp and Ac-Ifn-Gfp for effective gene transfer to the mammalian cells. Visn Ukr Tov Genet Sel. 2010; 8(1):3–9.
[26]
Hogan B, Beddington R, Costantini F, Lacy E. Manipulating the Mouse Embryo: a Laboratory Manual. Woodbury, USA: Cold Spring Harbor Lab Press. 1994; 497 p.
[27]
King LA, Possee RD. The baculovirus expression system. A laboratory guide. London: Chapmann and Hall, 1992; 220 p.
[28]
Vagyna IN, Anopriyenko OV, Zaharuk OA, Gorchev VF, Strokovska LI, Solomko AP. Efficient gene delivery into mammalian cells by baculovirus vector in vitro. Biopolym Cell. 2008; 24(6):508–12.
[29]
Chen GY, Shiah HC, Su HJ, Chen CY, Chuang YJ, Lo WH, Huang JL, Chuang CK, Hwang SM, Hu YC. Baculovirus transduction of mesenchymal stem cells triggers the toll-like receptor 3 pathway. J Virol. 2009;83(20):10548-56.
[30]
Chuang CK, Wong TH, Hwang SM, Chang YH, Chen GY, Chiu YC, Huang SF, Hu YC. Baculovirus transduction of mesenchymal stem cells: in vitro responses and in vivo immune responses after cell transplantation. Mol Ther. 2009;17(5):889-96.
[31]
Wang GX, Zhan YA, Hu HL, Wang Y, Fu B. Mesenchymal stem cells modified to express interferon-β inhibit the growth of prostate cancer in a mouse model. J Int Med Res. 2012;40(1):317-27.
[32]
Dembinski JL, Wilson SM, Spaeth EL, Studeny M, Zompetta C, Samudio I, Roby K, Andreeff M, Marini FC. Tumor stroma engraftment of gene-modified mesenchymal stem cells as anti-tumor therapy against ovarian cancer. Cytotherapy. 2013;15(1):20-32.
[33]
Klopp AH, Gupta A, Spaeth E, Andreeff M, Marini F 3rd. Concise review: Dissecting a discrepancy in the literature: do mesenchymal stem cells support or suppress tumor growth? Stem Cells. 2011;29(1):11-9.
[34]
Flaberg E, Markasz L, Petranyi G, Stuber G, Dicso F, Alchihabi N, Oláh È, Csízy I, Józsa T, Andrén O, Johansson JE, Andersson SO, Klein G, Szekely L. High-throughput live-cell imaging reveals differential inhibition of tumor cell proliferation by human fibroblasts. Int J Cancer. 2011;128(12):2793-802.
[35]
Flaberg E, Guven H, Savchenko A, Pavlova T, Kashuba V, Szekely L, Klein G. The architecture of fibroblast monolayers of different origin differentially influences tumor cell growth. Int J Cancer. 2012;131(10):2274-83.
[36]
Alkasalias T, Flaberg E, Kashuba V, Alexeyenko A, Pavlova T, Savchenko A, Szekely L, Klein G, Guven H. Inhibition of tumor cell proliferation and motility by fibroblasts is both contact and soluble factor dependent. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014;111(48):17188-93.
[37]
Parker BS, Rautela J, Hertzog PJ. Antitumour actions of interferons: implications for cancer therapy. Nat Rev Cancer. 2016;16(3):131-44.
