تاثیر داروی سیتارابین بر فعالیت میتوکندری سلول‌های CD34+ و CD34- رده سلولی KG1-a

خلاصه فارسی

زمینه: سرطان یک بیماری بدخیم است که یکی از دلایل آن تجمع سلول‌های بنیادی سرطانی (CSCs) است. اگرچه پس از شیمی درمانی بهبودی برای افراد مبتلا به سرطان قابل دستیابی است، اما پس از مدتی به دلیل وجود سلول‌های بنیادی سرطانی این بیماری بر می‌گردد. از طرف دیگر میتوکندری نقش مهمی در تکوین سلول‌های بنیادی سرطانی دارد. همچنین بسیاری از پارامتر‌های حیاتی سلول مانند تولید انرژی، وضعیت اکسیداسیون و احیا، تولید ROS، کنترل سطوح کلسیم سیتوزولی و شروع آپاپتوز توسط میتوکندری صورت می‌گیرد. انعطاف پذیری متابولیکی و وابستگی به میتوکندری دو نیاز اساسی مقاومت CSCs به شیمی درمانی است. در نتیجه می توانیم با توجه به ویژگی های منحصر به فرد میتوکندری در سلول‌های بنیادی سرطانی آن‌ها را مورد هدف قرار دهیم. هدف: تعیین تاثیر داروی سیتارابین بر فعالیت میتوکندری‌های سلول‌های CD34+ وCD34- در رده سلولی KG1-a. مواد و روش ها: در این مطالعه سلول‌های سرطانی لوسمی میلوئیدی حاد رده KG1-a با غلظت‌های مختلف (0 تا 1000 میکرومولار) از سیتارابین به مدت 48 ساعت تیمار شدند. میزان زنده مانی سلول با روش MTT مورد بررسی قرار گرفت. سیستم MACS برای جداسازی سلول‌های CD34+ و CD34- مورد استفاده قرار گرفت. از رنگ آمیزی اکریدین اورنج/اتیدیوم برماید برای بررسی آپاپتوز سلول‌ها پس از تیمار با سیتارابین استفاده شد. همچنین به منظور ارزیابی گونه‌ی فعال اکسیژن و پتانسیل غشا میتوکندری (MMP) در سلول‌ها از رنگ‌های فلوسایتومتری Dcfh-da و رودامین 123 به ترتیب استفاده شد. نتایج: با استفاده از MTT میزان 50IC را برای داروی سیتارابین در سلول‌های KG1-a 45.83 میکرومولار به دست آوردیم. به همین دلیل ادامه آزمایشات را با غلظت‌های مختلف 50IC ادامه دادیم. نتایج حاصل از رنگ آمیزی آکریدین اورنج اتیدیوم برماید نشان دهنده‌ی این بود که با افزایش غلظت سیتارابین سلول‌های CD34+ نسبت به سلول‌های CD34- و KG1-a کمتر دچار آپاپتوز شده بودند. در ارزیابی پتانسیل غشا میتوکندری از طریق رنگ آمیزی با رنگ فلوسایتومتری رودامین 123 مشاهده شد که گروه CD34+ پس از تیمار با Ara-c کمتر دچار تغییر نسبت به سایر گروه‌ها شده است. در آزمایشات صورت گرفته در رابطه با ROS که از طریق رنگ آمیزی با Dcfh-da صورت گرفت، به این نتیجه رسیدیم که ROS سلول‌های CD34+ پس از تیمار کمتر افزایش یافته است. نتیجه گیری: سیتارابین باعث افزایش بیشتر آپاپتوز در سلول‌های CD34- به نسبت سلول‌های CD34+ شده است. همچنین بررسی‌های نشان داد که Ara-c منجر به کاهش پتانسیل غشا میتوکندری در سلول‌های CD34+ نشده است. به نظر می‌رسد میتوکندری یک نقش کلیدی در متابولیسم سلول‌های سرطانی از جمله سلول‌های بنیادی سرطانی دارد، می‌توانیم با هدف قرار دادن این اندامک از عود مجدد و انعطاف پذیری سرطان جلوگیری کنیم.

عنوان انگليسی

The effect of cytarabine on mitochondrial activity of CD34+ and CD34-cells of KG1-a cell line

خلاصه انگلیسی

Background: Cancer is a malignant disease caused by the accumulation of cancer stem cells (CSCs). Although recovery is possible for people with cancer after chemotherapy, the disease returns after a while due to the presence of cancer stem cells. On the other hand, mitochondria play an important role in the development of cancer stem cells. Many vital parameters of the cell, such as energy production, redox status, ROS production, control of cytosolic calcium levels, and initiation of apoptosis by mitochondria, also occur. Metabolic flexibility and mitochondrial dependence are two basic requirements of CSCs resistance to chemotherapy. As a result, we can target mitochondria because of the unique characteristics of mitochondria in cancer stem cells. Aim: Determining the effect of cytarabine on mitochondrial activity of CD34+ and CD34- cells in KG1-a cell line. Materials and Methods: In this study, acute myeloid leukemia cancer cells of KG1-a c were treated with different concentrations (0 to 1000 μM) of cytarabine for 48 hours. Cell viability was assessed by MTT assay. The MACS system was used to isolate CD34+ and CD34- cells. Acridine orange / ethidium bromide staining was used to evaluate cell apoptosis after cytarabine treatment. Flow cytometric dyes Dcfh-da and rhodamine 123 were used to evaluate the active oxygen species and mitochondrial membrane potential (MMP) in the cells, respectively. Results: We obtained an IC50 of 45.83 μM for cytarabine in KG1-a cells by MTT. For this reason, we continued the experiments with different concentrations of IC50. The results of acridine orange ethidium bromide staining showed that with increasing cytarabine concentration, CD34+ cells had less apoptosis than CD34- and KG1-a cells. Evaluation of mitochondrial membrane potential by staining with rhodamine 123 flow cytometry staining showed that CD34+ group was less altered after treatment with Ara-c than other groups. In ROS experiments performed with Dcfh-da staining, we found that the ROS of CD34+ cells increased less after treatment. Conclusion: According to the observed observations and studies, the cells isolated from patients with cytarabine-resistant AML had low ROS and high oxidative phosphorylation, and their MMP was less altered after exposure to cytarabine. In our studies, CD34+ cells extracted from KG1-a had the same characteristics as cells isolated from patients with cytarabine-resistant AML.

Document Downloads