Wybrane zmiany fenotypowe oraz funkcjonalne zachodzące w komórkach raka jajnika poddanych in vitro terapii kombinowanej z zastosowaniem cisplatyny oraz hipertermii

• Authors: Aleksandra Zoń , Ilona Bednarek

Title variants

EN

Selected phenotypic and functional changes in ovarian cancer cells treated in vitro with combined therapy using cisplatin and hyperthermia

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

PL

WSTĘP: Typową strategią leczenia raka jajnika jest operacja chirurgiczna oraz podawana po niej chemioterapia wykorzystująca leki cytostatyczne, w tym cisplatynę. Niestety u większości pacjentek dochodzi do nawrotu choroby, którego głównym powodem jest wykształcanie przez komórki nowotworowe oporności na cisplatynę. Z tego względu intensywnie poszukuje się nowych rozwiązań terapeutycznych, m.in. terapii skojarzonej, której przykładem jest jednoczesne traktowanie komórek lekiem cytostatycznym oraz hipertermią. Celem pracy była ocena zmian fenotypowych oraz funkcjonalnych w komórkach raka jajnika poddanych działaniu cisplatyny i/lub umiarkowanej hipertermii. MATERIAŁ I METODY: Linie komórek raka jajnika SKOV-3 [ATCC: HTB-77] oraz TOV-21G [ATCC: CRL-11730] stymulowano do apoptozy z wykorzystaniem dichlorku cis-diamino platyny (II). Następnie komórki poddawano działaniu umiarkowanej hipertermii poprzez umieszczenie w temperaturach 39°C i 40°C oraz w temperaturze standardowej 37°C. Zmiany fenotypowe w obrębie badanych komórek weryfikowano z wyko-rzystaniem barwienia fluorescencyjnego z użyciem oranżu akrydyny, bromku etydyny oraz DAPI (4′,6-diamidyno-2-fenyloindol). Zmiany funkcjonalne odnoszące się do migracji in vitro komórek analizowano te-stem zarastania rany (wound healing assay). WYNIKI: Wykazano, że działanie na komórki cisplatyną indukowało śmierć komórek o charakterze apopto-tycznym, przy czym zauważono efekt potencjalizacji działania cytostatyku na komórki poprzez zastosowanie umiarkowanej hipertermii (39°C oraz 40°C). Dodatkowo, w przypadku komórek linii SKOV-3 traktowanych wspomnianymi czynnikami, zaobserwowano istotny statystycznie spadek migracji komórek in vitro w odnie-sieniu do populacji komórek kontrolnych. WNIOSKI: Traktowanie komórek raka jajnika cisplatyną oraz umiarkowaną hipertermią prowadzi do zmian fenotypowych, charakterystycznych dla procesów apoptozy. Dodatkowo zastosowanie obu tych czynników indukuje takie zmiany w komórkach, które zmniejszają migrację komórek, a tym samym wpływają na zmniejszenie potencjału metastatycznego komórek raka jajnika.

EN

INTRODUCTION: The typical treatment strategy used for ovarian cancer is surgery followed by chemotherapy using cytostatic drugs, including cisplatin. Unfortunately, the majority of patients experience a relapse of the disease, the main reason for which is the development of cisplatin resistance. Due to this, new treatment strategies are being sought, including combination therapy, an example of which is the simultaneous treatment of cells with a cytostatic drug and hyperthermia. The aim of the study was to assess the occurrence of phenotypic and functional changes in ovarian cancer cells treated with cisplatin and/or moderate hyperthermia. MATERIAL AND METHODS: Ovarian cancer cell lines SKOV-3 and TOV-21G were stimulated to apoptosis using cis-diammineplatinum(II) dichloride. Subsequently, the cells were subjected to hyperthermia by placing them in temperatures of 39°C, 40°C and a standard temperature of 37°C. Phenotypic changes within the cells were verified by fluorescent staining with acridine orange, ethidium bromide and DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole). Functional changes related to in vitro cell migration were analyzed with the wound healing assay. RESULTS: It was shown that the effect of cisplatin on the cells led to death by apoptosis, whereby the effect of potentiating the action of the cytostatic agent by the use of moderate hyperthermia was noticed. In addition, in the case of cells of the SKOV-3 line treated with the aforementioned agents, a statistically significant decrease in cell migration was observed in relation to the population of control cells. CONCLUSIONS: The obtained results indicate that the treatment of ovarian cancer cells with cisplatin and moderate hyperthermia leads to the appearance of phenotypic changes in these cells, characteristic of apoptotic processes. In addition, the application of both agents induces such changes in the cells that reduce cell migration, thereby reducing the metastatic potential of ovarian cancer cells.

Keywords

EN

apoptosis; apoptoza; cisplatin; cisplatyna; hipertermia; hyperthermia; morphological changes; ovarian cancer; rak jajnika; test migracji komórek in vitro; wound healing assay; zmiany morfologiczne

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Publisher: Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
• Journal: Annales Academiae Medicae Silesiensis
• Year: 2023
• Issue: 77
• Pages: 115-127

Contributors

author

Aleksandra Zoń

• Zakład Biotechnologii i Inżynierii Genetycznej, Wydział Nauk Farmaceutycznych w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach / Department of Biotechnology and Genetic Engineering, Faculty of Pharmaceutical Sciences in Sosnowiec, Medical University of Silesia, Katowice, Poland

author

Ilona Bednarek

• Zakład Biotechnologii i Inżynierii Genetycznej, Wydział Nauk Farmaceutycznych w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach / Department of Biotechnology and Genetic Engineering, Faculty of Pharmaceutical Sciences in Sosnowiec, Medical University of Silesia, Katowice, Poland

References

• 1. Global Cancer Observatory: Cancer Today, 2020. J. Ferlay, M. Ervik, F. Lam, M. Colombet, L. Mery, M. Piñeros, A. Znaor, I. Soerjomataram, F. Bray [red.] [online] https://gco.iarc.fr/today [dostęp: 15.11.2022].
• 2. Global Cancer Observatory: Cancer Tomorrow, 2020. J. Ferlay, M. Laversanne, M. Ervik, F. Lam, M. Colombet, L. Mery, M. Piñeros, A. Znaor, I. Soerjomataram, F. Bray [red.] [online] https://gco.iarc.fr/tomorrow [dostęp: 15.11.2022].
• 3. Stewart C., Ralyea C., Lockwood S. Ovarian cancer: an integrated review. Semin. Oncol. Nurs. 2019; 35(2): 151–156, doi: 10.1016/j.soncn.2019.02.001.
• 4. Chandra A., Pius C., Nabeel M., Nair M., Vishwanatha J.K., Ahmad S., Basha R. Ovarian cancer: Current status and strategies for improving therapeutic outcomes. Cancer Med. 2019; 8(16): 7018–7031, doi: 10.1002/cam4.2560.
• 5. Cortez A.J., Tudrej P., Kujawa K.A., Lisowska K.M. Advances in ovarian cancer therapy. Cancer Chemother. Pharmacol. 2018; 81(1): 17–38, doi: 10.1007/s00280-017-3501-8.
• 6. Bieg D., Sypniewski D., Nowak E., Bednarek I. MiR-424-3p suppresses galectin-3 expression and sensitizes ovarian cancer cells to cisplatin. Arch. Gynecol. Obstet. 2019; 299(4): 1077–1087, doi: 10.1007/s00404-018-4999-7.
• 7. Bieg D., Sypniewski D., Nowak E., Bednarek I. Morin decreases galectin-3 expression and sensitizes ovarian cancer cells to cisplatin. Arch. Gynecol. Obstet. 2018; 298(6): 1181–1194, doi: 10.1007/s00404-018-4912-4.
• 8. Ghosh S. Cisplatin: The first metal based anticancer drug. Bioorg. Chem. 2019; 88: 102925, doi: 10.1016/j.bioorg.2019.102925.
• 9. Rocha C.R.R., Silva M.M., Quinet A., Cabral-Neto J.B., Menck C.F.M. DNA repair pathways and cisplatin resistance: an intimate relationship. Clinics (Sao Paulo) 2018; 73(suppl 1): e478s, doi: 10.6061/clinics/2018/e478s.
• 10. Makovec T. Cisplatin and beyond: molecular mechanisms of action and drug resistance development in cancer chemotherapy. Radiol. Oncol. 2019; 53(2): 148–158, doi: 10.2478/raon-2019-0018.
• 11. Ortiz M., Wabel E., Mitchell K., Horibata S. Mechanisms of chemotherapy resistance in ovarian cancer. Cancer Drug Resist. 2022; 5(2): 304–316, doi: 10.20517/cdr.2021.147.
• 12. Borkar P., Bhandari P., Yadav S., Prabhu A. Cisplatin resistance in ovarian cancer: classical outlook and newer perspective. Biomed. Pharmacol. J. 2021; 14(4): 1993–2005, doi: 10.13005/bpj/2297.
• 13. Shetake N.G., Pandey B.N. Hyperthermia therapy of cancer: need for deeper biological insights for improved therapeutic outcome. J. Radiat. Cancer Res. 2019; 10(4): 170–173, doi: 10.4103/jrcr.jrcr_2_20.
• 14. Aseervatham J. Cytoskeletal remodeling in cancer. Biology 2020; 9(11): 385, doi: 10.3390/biology9110385.
• 15. Shimizu T., Fujii T., Sakai H. The relationship between actin cytoskeleton and membrane transporters in cisplatin resistance of cancer cells. Front. Cell Dev. Biol. 2020; 8: 597835, doi: 10.3389/fcell.2020.597835.

• Document Type: article