بررسی تاثیر محیط شرطی سلول های بنیادی مزانشیمیِ تیمار شده با آسکوربیک اسید بر رفتار تکثیری سلول های سرطان پستان

محورهای موضوعی : فصلنامه زیست شناسی جانوری

فتانه سام دلیری ¹ , محمود تلخابی ² , نرگس طولابی ³ , فرنوش عطاری ⁴ , موسی کهتری ⁵

1 - گروه زیست شناسی دریا، دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران ایران
2 - گروه زیست شناسی دریا، دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران ایران
3 - گروه زیست شناسی دریا، دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران ایران
4 - گروه علوم جانوری، دانشکده زیست شناسی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
5 - گروه علوم جانوری، دانشکده زیست شناسی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

تاریخ دریافت : 1401/02/02 تاریخ پذیرش : 1401/03/24 تاریخ انتشار : 1401/12/01

کلید واژه: سرطان پستان, آسکوربیک اسید, سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی, محیط شرطی, تکثیر سلولی,

چکیده مقاله :

سرطان پستان از شایع‌ترین انواع سرطان در زنان است. امروزه پژوهشگران به‌دنبال شیوه‌های نوین درمان سرطان هستند. یکی از رویکردهای مورد بررسی در حوزه سرطان، استفاده از سلول‌های بنیادی می‌باشد. این مطالعه با هدف ارزیابی تکثیر و زنده مانی سلول های سرطان پستان رده 4T1 در حضور محیط شرطی (CM) سلول های بنیادی مزانشیمی تیمار شده با آسکوربیک اسید (AA) صورت گرفت. در این مطالعه از سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی انسانی (h-ADMSCs) و سلول های سرطان پستان رده 4T1 استفاده شد. سلول های 4T1 با غلظت های مختلف AA تیمار شدند و میزان زنده مانی آن ها بوسیله تست MTT بررسی شد. طبق نتایج مطالعات پیشین و تست MTT، غلظت 1 میلی مولار جهت جمع آوری CM از h-ADMSCs انتخاب شد. h-ADMSCs به چهار گروه تقسیم شدند: گروه های فاقد FBS با و بدون AA (-FBS/± 1 mM AA) و گروه های حاوی 5 درصد FBS با و بدون AA (5% FBS/± 1 mM AA). سپس میزان زنده مانی، پتانسیل کلونی زایی، پروفایل چرخه سلولی و میزان آپوپتوز سلول های 4T1 تیمار شده با CMهای مختلف، بررسی شد. نتایج نشان داد CM در گروه –FBS/+AA نسبت به گروه –FBS/-AA سبب کاهش زنده مانی و تکثیر سلول های 4T1 می شود. همچنین CM در گروه های دارای FBS نیز نتایج مشابهی را نشان داد و گروه FBS/+AA5 درصد+ نسبت به گروه + FBS/-AA 5 درصد زنده مانی و تکثیر سلولی سلول های 4T1 را کاهش دادند. همچنین CM در گروه های مورد مطالعه، باعث تغییراتی در پروفایل چرخه سلولی سلول های 4T1 و میزان آپوپتوز آن ها شد. طبق نتایج حاصل به نظر می رسد که اسکوربیک اسید احتمالاً با تاثیر بر ترکیبات CM بدست آمده از h-ADMSCs، می تواند باعث کاهش زنده مانی و تکثیر سلول های سرطان پستان رده 4T1 شود.

چکیده انگلیسی:

Breast cancer is one of the most common types of cancer in women. Today, researchers are looking for new ways to treat cancer. One of the investigated approaches in the field of cancer is the use of stem cells. This study aimed to evaluate the proliferation and survival of 4T1 breast cancer cells in the presence of conditioned medium (CM) of mesenchymal stem cells treated with ascorbic acid (AA). Human adipose-derived mesenchymal stem cells (h-ADMSCs) and 4T1 breast cancer cells were used in this study. 4T1 cells were treated with different concentrations of AA and their viability was checked by MTT test. According to the results of previous studies and MTT test, 1 mM concentration was chosen to collect CM from h-ADMSCs. h-ADMSCs were divided into four groups: groups without FBS with and without AA (-FBS/± 1 mM AA) and groups containing 5% FBS with and without AA (5% FBS/± 1 mM AA). Then, the survival rate, colonization potential, cell cycle profile and apoptosis rate of 4T1 cells treated with different CMs were investigated. The results showed that CM in the -FBS/+AA group causes a decrease in the viability and proliferation of 4T1 cells compared to the -FBS/-AA group. Also, CM in the groups with FBS also showed similar results and the FBS/+AA group +5% decreased the survival and cell proliferation of 4T1 cells compared to the FBS/-AA+5% group. Also, CM caused changes in the cell cycle profile of 4T1 cells and their apoptosis rate in the studied groups. According to the results, it seems that ascorbic acid can decrease the survival and proliferation of 4T1 breast cancer cells by affecting the CM compounds obtained from h-ADMSCs.

منابع و مأخذ:

1. Akram M., Iqbal M., Daniyal M., Khan A.U. 2017. Awareness and current knowledge of breast cancer. Biological Research, 50(1):1-23.


2. Andrzejewska A., Lukomska B., Janowski M. 2019. Concise review: mesenchymal stem cells: from roots to boost. Stem Cells, 37(7):855-864.


3. Christodoulou I., Goulielmaki M., Devetzi M., Panagiotidis M, Koliakos G, Zoumpourlis V. 2018. Mesenchymal stem cells in preclinical cancer cytotherapy: a systematic review. Stem Cell Research and Therapy, 9(1):1-38.


4. Chu D.T., Nguyen T.T., Tien N.L., Tran D.K., Jeong J.H., Anh P.G., Dinh T.C. 2020. Recent progress of stem cell therapy in cancer treatment: molecular mechanisms and potential applications. Cells, 9(3):563.


5. D'Aniello C., Cermola F., Patriarca E.J., Minchiotti G. 2017. Vitamin C in stem cell biology: impact on extracellular matrix homeostasis and epigenetics. Stem Cells International, 2017:8936156.


6. Ding D.C., Shyu W.C., Lin S.Z. 2011. Mesenchymal stem cells. Cell Transplantation, 20(1):5-14.


7. Feng Y., Spezia M., Huang S., Yuan C., Zeng Z., Zhang L., Ren G. 2018. Breast cancer development and progression: Risk factors, cancer stem cells, signaling pathways, genomics, and molecular pathogenesis. Genes and Diseases, 5(2):77-106.


8. Fernandes G., Barone A.W., Dziak R. 2017. The effect of ascorbic acid on bone cancer cells in vitro. Cogent Biology, 3(1):1288335.


9. Fernández-Lao C., Cantarero-Villanueva I., Fernández-de-las-Peñas C., Del-Moral-Ávila R., Menjón-Beltrán S., Arroyo-Morales M. Widespread mechanical pain hypersensitivity as a sign of central sensitization after breast cancer surgery: comparison between mastectomy and lumpectomy. Pain Medicine, 12(1):72-78.


10. Frömberg A., Gutsch D., Schulze D., Vollbracht C., Weiss G., Czubayko F., Aigner A. 2011. Ascorbate exerts anti-proliferative effects through cell cycle inhibition and sensitizes tumor cells towards cytostatic drugs. Cancer Chemotherapy and Pharmacology, 67(5):1157-1166.


11. Fu X., Liu G., Halim A., Ju Y., Luo Q., Song G. 2019. Mesenchymal stem cell migration and tissue repair. Cells, 8(8):784.


12. Fujisawa K., Hara K., Takami T., Okada S., Matsumoto T., Yamamoto N., Sakaida I. 2018. Evaluation of the effects of ascorbic acid on metabolism of human mesenchymal stem cells. Stem Cell Research and Therapy, 9(1):1-12.


13. Hmadcha A., Martin-Montalvo A., Gauthier B.R., Soria B., Capilla-Gonzalez V. 2020. Therapeutic potential of mesenchymal stem cells for cancer therapy. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 8:43.


14. Ji X., Zhang Z., Han Y., Song J., Xu X., Jin J., Su S., Mu D., Liu X., Xu S., Cui H. 2016. Mesenchymal stem cells derived from normal gingival tissue inhibit the proliferation of oral cancer cells in vitro and in vivo. International Journal of Oncology, 49(5):2011-2022.


15. Kolak A., Kamińska M., Sygit K., Budny A., Surdyka D., Kukiełka-Budny B., Burdan F. 2017. Primary and secondary prevention of breast cancer. Annals of Agricultural and Environmental Medicine, 24(4): 549-553


16. Kolios G., Moodley Y. 2013. Introduction to stem cells and regenerative medicine. Respiration, 85(1):3-10.


17. Langroudi L., Hassan Z.M., Soleimani M., Hashemi S.M. 2015. Tumor associated mesenchymal stromal cells show higher immunosuppressive and angiogenic properties compared to adipose derived MSCs. Iranian Journal of Immunology, 12(4):226-239.


18. Lee Chong T., Ahearn E.L., Cimmino L. 2019. Reprogramming the epigenome with vitamin C. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 7:128.


19. Lin W., Huang L., Li Y., Fang B., Li G., Chen L., Xu L. 2019. Mesenchymal stem cells and cancer: clinical challenges and opportunities. BioMed Research International, 2019: 2820853.


20. Ma Y., Chapman J., Levine M., Polireddy K.., Drisko J., Chen Q. 2014. High-dose parenteral ascorbate enhanced chemosensitivity of ovarian cancer and reduced toxicity of chemotherapy. Science Translational Medicine, 6(222):222ra18.


21. Mata A.M., Carvalho R.M., Alencar M.V., Cavalcante A.A., Silva B.B. 2016. Ascorbic acid in the prevention and treatment of cancer. Revista da Associação Médica Brasileira, 62:680-686.


22. Meleshina A.V., Cherkasova E.I., Shirmanova M.V., Klementieva N.V., Kiseleva E.V., Snopova L.В., Prodanets N.N., Zagaynova E.V. 2015. Influence of mesenchymal stem cells on metastasis development in mice in vivo. Stem Cell Research and Therapy, 6(1):1-10.


23. Naji A., Eitoku M., Favier B., Deschaseaux F., Rouas-Freiss N., Suganuma N. 2019. Biological functions of mesenchymal stem cells and clinical implications. Cellular and Molecular Life Sciences, 76(17):3323-3348.


24. Papaccio F., Paino F., Regad T., Papaccio G., Desiderio V., Tirino V. 2017. Concise review: cancer cells, cancer stem cells, and mesenchymal stem cells: influence in cancer development. Stem Cells Translational Medicine, 6(12):2115-2125


25. Pathi S.S., Lei P., Sreevalsan S., Chadalapaka G., Jutooru I., Safe S. 2011. Pharmacologic doses of ascorbic acid repress specificity protein (Sp) transcription factors and Sp-regulated genes in colon cancer cells. Nutrition and Cancer, 63(7):1133-1142.


26. Sun Y.S., Zhao Z., Yang Z.N., Xu F., Lu H.J., Zhu Z.Y., Shi W., Jiang J., Yao P.P., Zhu H.P. 2017. Risk factors and preventions of breast cancer. International Journal of Biological Sciences, 13(11):1387.


27. van der Valk J., Bieback K., Buta C., Cochrane B., Dirks W., Fu J., Hickman J., Hohensee C., Kolar R., Liebsch M., Pistollato F. 2018. Fetal bovine serum (FBS): past–present–future. Altex, 35(1):1-20.

Yang M., Teng S., Ma C., Yu Y., Wang P., Yi C. 2018. Ascorbic acid inhibits senescence in mesenchymal stem cells through ROS and AKT/mTOR signaling. Cytotechnology, 70(5): 1301-1313.