Experimental Oncology, 2007, № 3

Bioenergetic status and hypoxia in Lewis lung carcinoma assessed by 31P NMR spectroscopy: correlation with tumor progression

2018-06-20T00:06:02Z

Bioenergetic status and hypoxia in Lewis lung carcinoma assessed by 31P NMR spectroscopy: correlation with tumor progression Bubnovskaya, L.; Mikhailenko, M.; Kovelskaya, A.; Osinsky, S. Aim: Тo evaluate the hypoxia level and some indices of Lewis lung carcinoma energy metabolism by means of 31Р NMR spectroscopy in perchloric acid (PCA) tissue extracts during growth of primary tumor and metastasis. Мaterials and Methods: C57Bl/6 mice-bearing Lewis lung carcinoma were used in this study. Tumor energy metabolism was studied by 31P NMR spectroscopy and the metabolic NMR ratios were used as parameters for metabolic status and hypoxia level. Results: It was shown that growth of primary tumor is accompanied with increase of Pi/PCr, Pi/bNТP and PME/bNТP ratios that reflect drop of tumor energy status and oxygenation level in tumor tissue. These changes in relevant metabolic ratios correlate with enlargement of primary tumor volume (r = 0.87, p = 0.0045; r = 0.90, p = 0.0012; r = 0.764, p = 0.05, respectively) as well as with the number of lung metastases (rs = 0.761, p = 0.028; rs = 0.86, p = 0.0049; rs = 0.77, p = 0.040, respectively). Conclusion: In present study it was shown that 31Р NMR spectroscopy of PCA tumor tissue extracts may be used as reliable method for the assessment of the level of oxygenation as well as changes in energy metabolism in the experimental tumors. It may be helpful to evaluate the energy status of human tumors by investigation both of biopsy and surgical specimens. Hypoxia and hypoxia-associated metabolic events in primary tumor are linked with malignant progression, in particular metastasis.; Цель: определить уровень гипоксии и некоторые показатели энергетического метаболизма карциномы легкого Льюис с помощью 31Р ЯМР-спектроскопии перхлорных (РСА) экстрактов ткани в процессе роста первичной опухоли и ее метастазировании. Мaтериалы и методы: использовали в исследовании мышей C57Bl/6 с перевивной карциномой легкого Льюис. Энергетический метаболизм опухоли изучали с помощью ЯМР спектроскопии, oтношения фосфорсодержащих метаболитов использовали в качестве параметров метаболического статуса и уровня гипоксии. Результаты: установлено, что рост первичной опухоли сопровождается увеличением соотношений Pi/PCr, Pi/βNТP and PME/βNТP в опухоли, что отражает снижение уровня биоэнергетического статуса и уровня оксигенации в опухоли. Эти изменения соотношений важных метаболических показателей коррелируют с увеличением объема первичной опухоли (r = 0,87, p = 0,0045; r = 0,90, p = 0,0012; r = 0,764, p = 0,05 соответственно) и количеством метатазов в легких (rs = 0,761, p = 0,028; rs = 0,86, p = 0,0049; rs = 0,77, p = 0,040 соответственно). Выводы: установлено, что 31Р ЯМР-спектроскопия PCA тканевых экстрактов может быть надежным методом оценки уровня оксигенации и биоэнергетического статуса экспериментальных опухолей. Этот метод может быть полезным при оценке энергетического метаболизма опухолей человека, в частности при исследовании биопсийного и операционного материала. Гипоксия и гипоксия-ассоциированные изменения метаболизма в первичной опухоли связаны со злокачественной прогрессией, в частности с метастазированием.

Clinical impact of MDR1-expression in testicular germ cell cancer

2018-06-20T00:06:28Z

Clinical impact of MDR1-expression in testicular germ cell cancer Schrader, A.J.; Seger, M.; Konrad, L.; Olbert, P.; Hegele, A.; Hofmann, R.; Heidenreich, A. Aim: The multidrug resistance protein 1 (MDR1, P-gp, p-170) is a membrane glycoprotein that acts as an energy-dependent drug efflux pump. In various malignancies its expression is associated with resistance to diverse cytostatic drugs, and therefore predicts resistance to systemic treatment. The aim of this study was to investigate the prognostic value of MDR1 expression in primary tumor tissue to predict necrosis or viable cancer in residual tumor masses after systemic chemotherapy for advanced testicular germ cell cancer. Materials and Methods: Out of 77 patients, histopathological characteristics of primary testicular cancer specimens and retroperitoneal lymph node dissection (RPLND) samples following chemotherapy were available from 72 and all 77 patients, respectively. Moreover, MDR1 expression was determined by immunohistochemistry in 47 primary tumors and corresponding 73 RPLND sections. Results: After chemotherapy and subsequent RPLND, the examination of residual tumor masses revealed that mature teratoma and active viable tumor were predominantly found in patients with non-seminoma (NSGCT; p = 0.048), especially in those with containing mature teratoma (p = 0.001). Moreover, using univariate analysis the expression of MDR1 in the primary testicular tumor predicted viable tumor/teratoma residues in RPLND sections (p = 0.003). However, in multivariate analysis including the tumors’ histological subtype, MDR1 expression alone failed to reach statistical significance as an independent prognostic marker for residual vital tumor (p ≥ 0.16). Conclusions: With the limited number of patients given, the correlation between MDR1 expression in primary testis cancer and active residual retroperitoneal disease after chemotherapy failed to reach statistical significance as in independent marker. Therefore, up to now routine MDR1 staining of testicular germ cell cancer samples should not be performed in clinical practice. However, as there was a clear trend, a larger number of patients suffering from metastatic non-seminomas should be studied, as MDR1 expression might have significant prognostic value in this particular subgroup of patients.; Белок 1 множественной лекарств енной устойчив ости (MDR1, P-gp, p-170) – это мембранный гликопротеин, функционирующий как энергозависимый насос. При разл ичных фо рмах опухолей его экспр е ссия связана с устойчив о стью опухоли к различным цитостатикам, что может быть использовано для выбора типа терапии. Цель работы — исследование прогности- ческой значимости экспрессии MDR1 в ткани пе рвичной опухоли для оценки возмо жности раз вития некроза или сохран е ния живых клеток в остаточной ткани опухоли после применения системной химиотерапии на поздних стадиях герминативных опухолей яичка. Материалы и методы: про анализиро ваны гисто патоло гические характ е ристики пе рвично й те стикулярной опухоли и образцов, полученных при иссечении ретроперитонеальных лимфатических узлов (RPLND) после хими отерапии 72 и 77 бол ьных соотве тственно. Экспр ессию MDR1 определяли иммун огист охимич еским методом в 47 образцах первичн ой опухоли и соответствующих 73 ср RPLND. Результаты: после хими отерапии и последующей RPLNDисследовани е оста- точных опухолевых тканей показало, чтозрелая тератома и жизнеспособные опух олевые клетки выяв ляют преимущественно у больных, у которых не была обнаружена семинома (NSGCT; p = 0,048), особенно у так овых , у которых была тератома (p = 0,001). Более того, д анные одно факторного анализа показали, что экспр е ссия MDR1 в ткани пе рвично й те стику лярной опу- холи может служить прогностич еским факт ором сохран ения живых опух олевых клеток срезах RPLND (p = 0,003). О нак о применение мультифакторного анализа, в том числе с учетом гистологического подтипа опухоли, показало, что экспр е ссия MDR1 не имеет самостоятельной прогностической значимости для выявления живых остаточных опух олевых клеток (p 0,16). Выводы: ввиду небольшо йвыборкибольных не выяв лено статистически значимойкорреляции между экспр ессией MDR1 в первичной опухоли яичка и наличием активных резидуальных очагов поражения в ретроперитонеальном пространстве. В т о же время, учитывая выявленную тенденцию, экспрессию MDR1, в качестве возможного прогностич еского марк ера, имеет смысл исследовать именно у больных с метастатическими опухолями, не являющимися семиномой.

Changes in VEGF level and tumor growth characteristics during lewis lung carcinoma progression towards CIS-DDP resistance

2018-06-20T00:08:01Z

Changes in VEGF level and tumor growth characteristics during lewis lung carcinoma progression towards CIS-DDP resistance Pyaskovskaya, O.N.; Dasyukevich, O.I.; Kolesnik, D.L.; Garmanchouk, L.V.; Todor, I.N.; Solyanik, G.I. Aim: To study the relationship between tumor angiogenic potential and its growth and metastasis using Lewis lung carcinoma (LLC) models with different degree of resistance to cis-diamminedichloroplatinum (cis-DDP). Methods: LLC and its two cis-DDP-resistant variants (LLC-9 и LLC-19), were used. For determination of angiogenic potential of LLC, LLC-9 and LLC-19, the level of VEGF production by these tumor cells in vitro and the level of circulating VEGF during tumor growth in vivo was measured by enzyme-linked immunosorbent assay. Results: Progressive decrease of LLC-9 and LLC-19 sensitivity to action of cis-DDP evidenced in vitro (IC50 = 0.0077 ± 0.0005 mg/ml and 0.0156 ± 0.0008 mg/ml respectively vs. 0.004 ± 0.0003 mg/ml for LLC, p < 0.05) and in vivo (index of primary tumor growth inhibition by cis-DDP was 26% and 3% respectively vs. 46%; index of metastasis inhibition — 46% and 11% vs. 65%, p < 0.05) was accompanied by the significant changes of tumor angiogenic potential. The level of VEGF production by primary culture of LLC-9 in vitro was 1.5 fold higher (p < 0.05) than that by primary culture of LLC, whereas there were no differences in the level of VEGF production between LLC-19 and LLC. The level of circulating VEGF drastically increased in the initial phase of LLC-9 and LLC-19 growth in vivo, whereas in LLC bearing mice the dynamic changes of VEGF level are characterized by the presence of long-term latent period (tlag = 17.0 ± 0.3 days). In LLC bearing mice the character of changes of circulating VEGF level significantly correlated with the number of metastases (p < 0.001) but not with tumor volume; while in LLC-9 bearing mice — with tumor volume (p < 0.01) and the number of metastases (p < 0.05). Although maximum level of circulating VEGF was significantly (p < 0.05) higher in LLC-9 bearing mice than that in LLC bearing mice, maximum number of lung metastases was significantly (p < 0.05) lower in LLC-9 bearing mice vs LLC. In contrast to LLC-9, in LLC-19 bearing mice the level of metastatic injury was significantly elevated (p < 0.05) and the level of circulating VEGF considerably correlated with both tumor volume (p < 0.01) and metastatic index (p < 0.01). Conclusion: There is revealed a direct correlation between the level of circulating VEGF and all parameters of tumor progression observed only in the cases of highly resistant tumors, whilst elevation of circulating VEGF level during tumor growth in vivo could be considered as a marker of metastasis not dependent on a drug resistance of tumor.; Цель: изучить взаимосвязь между ангиогенным потенциалом опухоли и распространенностью опухолевого процесса на модели карциномы Льюис разной степени резистентности к действию cis-DDP. Методы: в работе использовали карциному легкого Льюис (LLC), а также два ее варианта (LLC-9 и LLC-19), полученные на 9-м и 19-м этапе экспериментальной прогрессии LLC в направлении формирования резистентности к cis-DDP in vivo. Ангиогенный потенциал LLC, LLC-9 и LLC-19 оценивали иммуноферментным методом по уровню продукции VEGF первичными культурами in vitro, а также по динамике изменений уровня циркулирующего VEGF в процессе роста LLC in vivo. Результаты: прогрессивное снижение чувствительности LLC-9 и LLC-19 к действию cis-DDP, подтверждавееся in vitro ( 50 = 0,0077 ± 0,0005 мг/мл для LLC-9 и 0,0156 ± 0,0008 мг/мл для LLC-19 против 0,004 ± 0,0003 мг/мл для LLC, p < 0,05) и in vivo (индекс торможения цитостатиком роста LLC-9 и LLC-19 cоставлял 26 и 3% соответственно против 46% для LLC; метастазирования — 46 и 11% против 65% для LLC, p < 0,05), сопровождалось значительными изменениями ее ангиогенного потенциала. Уровень продукции in vitro n vitro первичной культурой LLC-9 был в 1,5 раза выше (p < 0,05) по сравнению с таковым первичной культурой LLC, тогда как уровень продукции VEGF первичной культурой LLC-19 практически не отличался от такового для LLC. У ровень циркулирующего VEGF резко повышался уже на ранних этапах роста LLC-9 и LLC-19 in vivo, тогда как у мышей с LLC динамика изменения его уровня характеризовалась длительным латентным периодом (tlag = 17,0 ± 0,3 сут). Характер изменений уровня циркулирующего VEGF в процессе роста LLC (p < 0,001) коррелировал с количеством метастазов; у животных с LLC-9 — с объемом опухоли (p < 0,01) и количеством (p < 0,05) метастазов. Несмотря на то, что максимальный уровень циркулирующего VEGF у мышей с LLC-9 значительно (p < 0,05) выше, чем у мышей с LLC, максимальное количество метастазов в легких у мышей с LLC-9 достоверно (p < 0,05) меньше, чем у мышей с LLC. В отличие от LLC-9, в процессе роста LLC-19, сопровождавшегося повышением уровня метастатического поражения легких p < 0,05), уровень циркулирующего VEGF коррелировал как с объемом опухоли (p < 0.01), так и с исследованными показателями метастазирования (p 0.01). Выводы: прямую корреляционную взаимосвязь между уровнем циркулирующего VEGF и изученными показателями распространенности опухолевого процесса выявляют лишь для опухолей с высокой степенью лекарственной резистентности, тогда как повышение уровня циркулирующего VEGF в процессе роста опухоли можно рассматривать в качестве маркера имеющихся метастазов независимо от степени ее резистентности.

Biological properties of TW01 cells expressing latent membrane protein-1 gene of EBV-derived from nasopharyngeal carcinoma cells at different stages of malignancy

2018-06-20T00:07:48Z

Biological properties of TW01 cells expressing latent membrane protein-1 gene of EBV-derived from nasopharyngeal carcinoma cells at different stages of malignancy Tan, E.L.; Sam, C.K. Background and Aim: Epstein—Barr virus (EBV), a human gammaherpesvirus is intimately associated with nasopharyngeal carcinoma (NPC), with the incidence of the virus detected in malignant tissues being close to 100% in NPC endemic areas. The viral latent gene, latent membrane protein 1 (LMP1), has all the typical characteristics of an oncogene and extensive studies have shown beyond doubt its abilities in cellular transformation giving rise to malignant phenotypes. The present study compares the gene sequence and biological properties of LMP1 gene derived from two patients with different stages of NPC – one presented with dysplastic, pre-malignant lesion and the other with malignant lesion. Methods: The sequences of the LMP1 genes derived from pre-malignant (NORLMP1) and malignant (NPCLMP1) tissues were compared. NORLMP1 and NPCLMP1 were expressed in TW01 cells and their biological properties conferred were assessed in terms of in vitro invasion capability, ability to resist apoptosis and regulation of E-cadherin (CDH1) expression. Results: NORLMP1 and NPCLMP1, possessed numerous amino acid changes with respect to the wild-type B95.8 LMP1. Both LMP1 variants demonstrated distinct biological properties when expressed in TW01 cells. NORLMP1-expressing TW01 cells exhibited more aggressive phenotypes than the NPCLMP1-expressing counterpart in terms of invasive ability, resistance to stimuli-induces apoptosis and regulation of CDH1 expression. Conclusion: It could be inferred from the present study that LMP1 genes derived from two patients with different stages of NPC differed in their gene sequences that manifested in distinct biological properties.; Обоснование и цель: вирус Эпштейна—Барр (ВЭБ), герпесвирус человека, ассоциирован с развитием рака носоглотки (РНГ): вирус выявляют в малигнизированной ткани практически в 100% случаев. Ген, кодирующий латентный мембранный белок 1 (LMP , обладает типичными характеристиками онкогена; в ряде исследований продемонстрирована его способность вызывать трансформацию клеток и развитие злокачественного фенотипа. В данной работе проведено сравнение нуклеотидной последовательности генов LMP , выделенных из ткани РНГ двух больных (с дисплазией/предраком и РНГ ІІ стадии соответственно) и биологических свойств клеток, трансфецированных этими генами. Методы: сравнивали нуклеотидные последовательности генов LMP из образцов предраковой (NORLMP и опухолевой (NPCLMP тканей и соответственно аминокислотные последовательности кодируемых ими белков. Гены NORLMP и NPCLMP встраивали в клетки ВЭБ-отрицательной линии TW01 и исслеовали иологические свойства трансфецированных клеток, в частности их способность к инвазивному росту in, устойчивость к апоптозу и экспрессии Е-кадгерина (CDH1). Результаты: оба белка — NORLMP1 и NPCLMP1 — значительно отличались по аминокислотной послеовательности от елка LMP1 дикого типа (B95,8), и клетки линии TW01, в которых они кспрессировались, различались по иологическим свойствам. Клетки TW01, экспрессирующие NORLMP1, обладали более злокачественным фенотипом, чем таковые, экспрессирующие NPCLMP1, по показателям инвазивной спосоности, устойчивости к апоптозу и регуляции кспрессии CDH1. Выводы: полученные данные свидетельствуют о том, что гены LMP , выделенные из образцов биопсии двух больных с различными стадиями РНГ, отличаются по нуклеотидной последовательности, что проявляется в различиях биологических свойств клеток, трансфецированных соотвествующими генами.