Indukce neuroendokrinní transdiferenciace deplecí androgenů je spojena s expresí markerů senescence

Nádorové onemocnění prostaty je celosvětově jedním z nejčastějších typů rakoviny u mužů. Na konvenční antiandrogenní terapii pacienti zpočátku reagují dobře a léčba je úspěšná. Po určité době však dochází k návratu onemocnění, nádor je agresivnější a obtížně léčitelný. Nádorové buňky se stávají nezávislé na androgenech, a tedy na hormonální terapii přestávají reagovat.

Jedním z buněčných typů, který je zastoupen jak v nenádorové, tak nádorové tkáni prostaty, jsou neuroendokrinní (NE) buňky. NE buňky vylučují celou řadu biologicky aktivních faktorů. Prostřednictvím těchto faktorů mohou NE buňky stimulovat proces transdiferenciace u okolních nádorových buněk. Nádorové buňky, u kterých dojde k transdiferenciaci, získávají fenotyp podobný fenotypu NE buněk, jsou schopné vylučovat některé z biologicky aktivních faktorů a především se stávají nezávislé na přítomnosti androgenů. Prostřednictvím své sekreční funkce tedy zřejmě NE buňky mohou být zapojeny v procesu získávání nezávislosti na androgenech u nádorových buněk prostaty.

Cílem naší práce bylo zjistit, zda a jakými mechanizmy může být proces transdiferenciace modulován in vitro, a také objasnit, zda je tento proces spojen s procesem senescence.

Pro navození transdiferenciace in vitro u buněčné linie LNCaP je používána dlouhodobá kultivace těchto buněk v médiu bez androgenů. Deplece androgenů vedla k zástavě buněčného cyklu a zvýšení exprese markerů neuroendokrinní diferenciace (NED)– neuron-specifické enolázy a β-III tubulinu. Dále bylo cílem objasnit, zda také zvýšená denzita buněk může navodit transdiferenciaci u linie LNCaP. S použitím metod western blotu a qRT-PCR jsme zjistili, že exprese markerů NED stoupá také v důsledku zvýšené denzity buněk. Tyto výsledky byly potvrzeny také u druhé buněčné linie TRAMP-C1, která je odvozena z nádorových buněk prostaty myši.

Vzhledem k tomu, že transdiferenciace nádorových buněk prostaty je spojena se zástavou buněčného cyklu a poklesem exprese cyklinu D1, bylo naším cílem zjistit, zda snížení exprese cyklinu D1 může indukovat transdiferenciaci buněčné linie LNCaP. S využitím metody RNA interference jsme ukázali, že snížení hladiny cyklinu D1 není spojeno se změnou exprese markerů NED.

Senescence spojená s permanentní zástavou buněčného cyklu je dobře popsaným procesem u primárních buněk, byla však popsána také u buněk nádorových. S využitím metody pro detekci obecně užívaného markeru senescence SA-β-gal (β-galaktosidáza spojená se senescencí) jsme ukázali, že k expresi tohoto markeru dochází u buněk, u nichž byla transdiferenciace navozena deplecí androgenů v kultivačním médiu. Přítomnost senescentního fenotypu byla potvrzena zvýšenou expresí dalšího markeru senescence, proteinu p16^INK4A.

Závěrem lze tedy shrnout, že cyklin D1 není klíčovým regulátorem neuroendokrinní transdiferenciace u buněčné linie LNCaP a že proces transdiferenciace je u nádorových buněk prostaty spojen s indukcí senescence.

Tato práce byla podpořena Programem rektora MU na podporu tvůrčí činnosti studentů a granty 204/07/0834, 310/07/0961 Grantové agentury České republiky a výzkumnými záměry AV0Z50040507 a AV0Z50040702 Grantové agentury Akademie věd České republiky.