Post-translační modifikace histonů a resistence nádorových buněčných linií

Abstract

Resistence nádorových buněk vůči cytostatikům představuje v současné době velkou překážku v úspěšné léčbě nádorových onemocnění. Současný pohled na problematiku chemoresistence zahrnuje pouze genové alterace a selekci mutantních buněk nesoucích relevantní mutaci získanou před terapií. Musíme však rovněž přihlédnout k faktu, že buňky mají schopnost produkovat různé odlišné fenotypy a zároveň tyto fenotypy měnit, a to bez genetické alterace. V práci jsme analyzovali populaci buněk neuroblastomové linie UKF-NB-4, která je schopná přežívat vystavení až 115 násobné hodnotě IC50 vinkristinu (3 μM VCR). Inkubaci v prostředí 3 μM VCR po dobu 48 hodin přežívá 3,7±0,02% buněk z původní populace. Tyto přeživší buňky jsou po převedení do čistého kultivačního média schopny proliferovat a tvořit dceřiné subkolonie. Tyto subkolonie jsou však vůči vinkristinu opět sensitivní. Z výsledků "SNP array" je patrné, že genetický profil buněk neuroblastomové linie UKF-NB-4 a profil buněk téže linie, jež přežily inkubaci v prostředí 3 μM VCR po dobu 48 hodin, nejsou geneticky odlišné. Buňky, jež přežily kultivaci v prostředí 3 μM VCR po dobu 48 hodin, vykazují na specifických lysinech výrazné snížení hladiny acetylace histonů spolu se zvýšením hladiny methylace histonů. Tyto změny byly pozorovány v případě acH3, acH4,...

Tumor cell resistance to anticancer drugs represents a major problem for the long- term effectiveness of chemotherapy. The explanation for the development of therapy resistance and tumor recurrence suggests genomic alterations and selection of mutant cells carrying a relevant random mutation resulting before therapy. However, dynamic non- genetic heterogeneity of cell population can produce different phenotypic variants, some of which can be chemoresistant. We analyzed a cell population of neuroblastoma cell line UKF-NB-4, that was able to survive a concentration of vincristine (VCR), which corresponded to 115 times higher concentration of the IC50 value (3 μM VCR). Only 3,7±0,02% of the cell population survives a 48 hour treatment with 3 μM VCR. Moreover, when transferred into a fresh media, these cells are able to proliferate and produce subcolonies. However, these subcolonies are VCR-sensitive. According to SNP array carried out in the study, cells surviving the 48 hour treatment with 3 μM VCR as well as the non-treated cells are not genetically different. Cells surviving the 48 hour treatment with 3 μM VCR exhibit distinctly lower histone acetylation levels together with increased histone methylation levels at specific lysine residues (H3ac, H4ac, H3K14ac, H3K4met3, H3K27met3, and H4K20met3)....