Górnośląskie Centrum Obliczeń Naukowych i Inżynierskich

Przedmiotem zadania badawczego było porównanie odpowiedzi komórek raka jelita grubego  różniących się stanem genu TP53 na bezpośrednie działanie promieniowania jonizującego i na indukcję tzw. efektu sąsiedztwa (ang. radiation induced bystander effect). Efekt sąsiedztwa ujawnia się w postaci różnych zmian biologicznych (najczęściej destrukcyjnych, rzadziej protekcyjnych) w komórkach nienapromieniowanych lecz będących pod wpływem sygnałów molekularnych wysyłanych przez sąsiadujące komórki poddane napromienieniu. Efekt ten występuje w warunkach in vitro, a także in vivo i może mieć pewne implikacje kliniczne.

 

Badania przeprowadzono na komórkach HCT116 z dziką formą genu TP53 (HCT116 p53+/+) i pozbawionych obu alleli tego genu (HCT116 p53-/-).  Badania wykonywano stosując system ko-kultywacji komórek napromienianych rosnących w studzienkach płytek 6-dołkowych z komórkami nienapromienianymi  rosnącymi w specjalnych „insertach” zawieszonych w studzienkach. Półprzepuszczalna błona w dnie insertów pozwala na wzajemną wymianę sygnałów molekularnych na zasadzie dyfuzji. Po ekspozycji na promieniowanie  X (6 MV) generowane przez terapeutyczny akcelerator (w Centrum Onkologii w Gliwicach) oceniano przeżywalność i uszkodzenia komórek napromieniowanych i ko-inkubowanych. Mianowicie, oceniano indukcję mikrojąder, apoptozy i przedwczesnego starzenia (senescencji) komórek. Senescencja może być bowiem indukowana stresem oksydacyjnym towarzyszącym m.in. działaniu promieniowania jonizującego.

 

Wyniki badań wykazały, że napromienione komórki obu linii są w stanie indukować wymienione uszkodzenia w  komórkach ko-inkubowanych (efekt bystander). Jednakże, komórki p53+/+ są zdecydowanie bardziej wrażliwe na indukowanie senescencji, nie tylko w bezpośrednio napromienionych, ale i ko-kultywowanych,  natomiast komórki p53-/- ulegają łatwiej apoptozie i uszkodzeniom cytogenetycznym (mikrojądra).  Poszukując wyjaśnienia tych  różnic zbadano ekspresję NFκB, czynnika transkrypcyjnego kontrolującego zarówno proliferację  jak i apoptozę, oraz ekspresję podległych mu genów, m.in. dla cytokin, które są uznawane za cząsteczki sygnalizacyjne efektu sąsiedztwa. Wykazaliśmy, że w komórkach napromieniowanych p53+/+ aktywowana jest ścieżka sygnałowa NFκB, natomiast w p53-/- nie ma aktywacji tej ścieżki po napromienieniu, zaś występuje ona w komórkach ko-inkubowanych. Ponadto, wykazano, że sekrecja cytokin prozapalnych, interleukiny 6  (IL-6) i interleukiny 8 (IL-8) wyraźnie różniła się w obu liniach.

 

Owocem badań jest praca wysłana do publikacji w Mutation ReearchFundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis (IF= 4,44) zatytułowana “The different radiation response and radiation-induced bystander effects in colorectal carcinoma cells differing in p53 status”

 

Autorzy:

 

Maria Widel, Anna Lalik, Aleksandra Krzywon,  Jan Poleszczuk, Krzysztof Fujarewicz, Joanna Rzeszowska-Wolny