Влияние карбоната лития на ультраструктурную организацию клеток гепатокарциномы-29 в динамике культивирования

Авторы

  • R. S. Dossymbekova Казахский национальный педагогический Университет имени Абая, Казахстан, Алматы
  • N. P. Bgatova Научно-исследовательского институт клинической и экспериментальной лимфологии – филиал Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Новосибирск
  • Y. S. Taskaeva Научно-исследовательского институт клинической и экспериментальной лимфологии – филиал Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Новосибирск
  • Z. B. Tungushbaeva Казахский национальный педагогический Университет имени Абая, Казахстан, Алматы
  • K. O. Sharipov 3АО «Национальный медицинский университет», Казахстан, Алматы

DOI:

https://doi.org/10.26577/eb-2019-3-b9

Аннотация

Тема исследования представляет собой актуальное направление современной экспериментальной онкологии – проблему исследования влияния индукторов  клеточной гибели на ультраструктурные изменения опухолевых клеток, способствующих развитию апоптоза. Целью данной работы было изучение ультраструктурной организации клеток гепатокарциномы-29 при воздействии карбоната лития в динамике их культивирования.

Научная значимость и новизна работы заключается в получении новых данных об ультраструктурной организации клеток гепатокарциномы при воздействии карбоната лития.  Новизной данного исследования является выявление последовательных изменений в содержании и структуре цитоплазматических органелл в клетках гепатокарциномы-29 в динамике культивирования при введении карбоната лития.

Практическая значимость работы заключается в возможности использования полученных данных для разработки таргетной терапии гепатокарциномы путем комбинированного применения карбоната лития и цитостатиков, что позволит одновременно задействовать различные клеточные сигнальные пути для стимуляции апоптоза и аутофагической клеточной гибели. Работа выполнена на культуре клеток гепатокарциномы -29 с использованием методов световой и электронной микроскопии.

Выявлены изменения объемной плотности цитоплазматических органелл в клетках Г-29 при их культивировании с карбонатом лития. Показано, что карбонат лития оказывает на клетки ГК-29 повреждающее действие, которое нарастает в динамике культивирования. Происходит уменьшение объемной плотности митохондрий, цистерн гранулярной эндоплазматической сети, свободных полисомальных комплексов, при этом возрастают объемные плотности аутофагосом, аутолизосом и лизосом. Полученные данные свидетельствуют, что карбонат лития способствует снижению энергетической и синтетической функций клеток ГК-29, развитию в них катаболических процессов и запуску процессов клеточной гибели.

Полученные данные вносят значительный вклад в клеточную биологию, цитологию и гистологию, а также онкологию. Практическое значение итогов работы заключается в том, что на основании выявленных ультраструктурных изменений клеток гепатокарциномы при воздействии карбоната лития,  возможна разработка подходов к таргетной терапии данного вида рака.

 Ключевые слова: гепатокарцинома-29, ультраструктура, карбонат лития

Библиографические ссылки

1. Bgatova N. P. Gavrilova Yu. S., Lykov A. P., Solovieva A. O., Makarova V. V., Borodin Yu. I., Konenkov V. I. ( 2017) Apoptosis and autophagy in hepatocarcinoma cells induced by various forms of lithium salts. Cytology., vol. 59, no 3, pp.178-184.
2. Bgatova N. P. Dossymbekova R. S., Rakhmetova A. M., Babaeva S. A., Sharipov K. O., Tungushbaev Z. B.,Jumadin S. M., Taskaeva, Y. S., Makarov V. V., Soloviev A. A., Borodin Yu. I. (2018) Cellular heterogeneity and autophagy in a population of hepatocarcinoma-29. Bulletin of the Kyrgyz-Russian Slavic University.Medical Sciences series., no 9(18), pp. 117-121.
3. Berridge M.J., Downes C.P., Hanley M.R. (1982) Litium amplifies agonist-dependent phosphatidylinositol responses in brain and salivary glands. Biochem. J., vol. 3, no 206, pp. 587–95.
4.da Motta Girardi D., Correa T.S., Crosara Teixeira M., Dos Santos Fernandes G. (2018) Hepatocellular carcinoma: review of targeted and immune therapies. J. Gastrointest. Cancer., no 49, vol. 3, pp. 227–236.
5. Dossymbekova R. S., Sharipov K. O., Tungushbayeva Z. B., Taskaeva Yu. S., Solovieva A. O., Bgatova N. P. (2019) Heterogeneity and basal autophagy in hepatocarcinoma cells-29. Bulletin. Kazakh national University. Al-Farabi. Biological series. no 1 (78), pp. 140-149.
6. de Araujo W.M., Robbs B.K., Bastos L.G., de Souza W.F., Vidal F.C., Viola J.P., Morgado-Diaz J.A. (2016) PTEN overexpression cooperates with lithium to reduce the malignancy and to increase cell death by apoptosis via PI3K/Akt suppression in colorectal cancer cells J. Cell Biochem., vol. 2, no 117, pp. 458–69.
7. Edinger A. L. (2004) Death by design: apoptosis, necrosis and autophagy. Edinger A.L., Thompson C.B. Curr. Opin. Cell Biol., vol. 6, no 16, pp. 663–669.
8. Freland L., Beaulieu J.M. (2012) Inhibition of GSK3 by lithium, from single molecules to signaling networks. Front. Mol. Neurosci., vol. 5, pp. 14.
9. Galle P.R. (2017) Treating hepatobiliary cancers: the oncology way. Dig. Dis., no 35, vol.4. – pp. 384–386.
10. Gavrilova Yu. S., Bgatova N. P., Solovieva A. O., Trifonova K. E., Lykov A. P., Borodin Yu. I., Konenkov V. I. (2016) Target cells of various forms of lithium in heterogeneous population of hepatocarcinoma-29. Cytology., vol. 58, no 3, pp. 186-191.
11. Gavrilova Yu. S., Bgatova N. P ... Lykov A. P., Solovieva A. O., Borodin Yu. I., Konenkov V. I. (2016) Antitumor effects of various forms of lithium. Russian Biotherapeutic Journal., vol. 15., no 1, pp. 21.
12.Hartke J, Johnson M, Ghabril M. (2017) The diagnosis and treatment of hepatocellular carcinoma. Semin Diagn Pathol . Gastroenterology and Hepatology ., no 2, vol. 34, pp. 153-159. doi: 10.1053/j.semdp.2016.12.011.
13. Hazanov A. I. (2011) Hepatocellular carcinoma. Gastroenterology and Hepatology., pp. 759 – 766.
14. Jeng K.S., Chang C.F., Jeng W.J., Sheen I.S., Jeng C.J. (2015) Heterogeneity of hepatocellular carcinoma contributes to cancer progression. Crit. Rev. Oncol. Hematol., no 94, vol. 3, pp. 337–47.
15. Kovaleva O. V., Shitova M. S., Zborovskaya I. B. (2014) Autophagy:the way of survival? Clinical Oncohematology., vol.7, no. 2, pp. 103-113.
16. Kaledin V. I., Zhukova N. A. Nikolin V. P., Popova N. A. Belyaev M. D., Baginskaya N. In. Litvinova E. A., Tolstikova T. G., Lushnikova, E. L., Semenov D. E. (2009) Hepatocarcinoma-29, metastatic transplantable tumor of mice that causes cachexia . bull. Exp. Biol., vol. 148, no 12, pp. 664-669.
17. Li L., Song H., Zhong L., Yang R., Yang X.Q., Jiang K.L., Liu B.Z. (2015) Lithium chloride promotes apoptosis in human leukemia NB4 cells by inhibiting glycogen synthase kinase-3 beta. Int. J. Med. Sci,. vol. 10, no 12. pp. 805–10.
18. O'Donovan T.R., Rajendran S., O'Reilly S., O'Sullivan G.C., McKenna S.L. (2015) Lithium modulates autophagy in esophageal and colorectal cancer cells and enhances the efficacy of therapeutic agents in vitro and in vivo. PLoS One., vol. 8, no 10, pp. 1371.
19. Parhitko A. A., Favorova E. P., Henske O. (2013) Autophagy: mechanisms, regulation and role in tumor development review. Biochemistry., vol. 78, no 4, pp. 466-480.
20. Ryaboy, O. O. Egorova, A. V., Stepanova E. V. (2015) the Role of autophagy in the mechanisms of cell death appleholic. Successes of modern biology., vol. 135, no 2, pp. 177-188.
21.Thorburn A. (2008) Apoptosis and autophagy: regulatory connections between two supposedly different processes. Apoptosis., vol. 1, no 13, pp. 1–9.
22.Taskaeva Yu. S., Bgatova N. P. (2019) Ultrastructural changes in hepatocellular carcinoma-29 cells after administration of lithium carbonate in experiment. Bulletin of experimental biology and medicine., vol. 167, no 1, pp. 94– 98.
23. White, E. (2015) Autophagy, metabolism, and cancer. Clin. Cancer Res., no 21, vol. 22, pp. 5037-46.
24. Zhang, C. (2016) Polyphyllin VII induces an autophagic cell death by activation of the JNK pathway and inhibition of PI3K/AKT/mTOR pathway in HepG2 cells. PLoS One ., no 11, vol. 1.
25. Zhivotovsky B. D. (2016) Programmable cell death-medicine. "Chemistry and life" Biology. Medicine., no 5, pp. 68.

Загрузки

Опубликован

2020-10-15