Επιδράσεις των IFNs - αντιψυχωσικών στον κυτταρικό κύκλο και θάνατο σε κυτταρικές σειρές γλοιοβλαστώματος σε συνδιασμό με χημειοθεραπευτικά

Abstract

The current study entitled as <<The effects of Interferons and Antipsychotics in cell cycle and cell death in glioblastoma cell series in addition with the use of chemotherapy>> by Thomas I. Tsalios refers to the effects of the use of Interferons and typical and atypical antipsychotics as anticancer agents and their significant role in the reduction of glioma proliferation and metastasisability. Interferons (IFNs) are signal proteins with a variety of actions and play an important role in the treatment of viruses, as well as in immunosuppression and restriction of tumor growth. The literature demonstrates a significant use of IFNs against various types of tumors and mainly type I IFNs (IFN-α, IFN-β). Incubation with different concentrations of IFN-γ in U251 cells led to a slightinhibition in cell growth, a result that is consistent with the present literature, which does not present IFN-γ as a possible tumor suppressor. In the next step of our study, we focused on the action of antipsychotic drugs and their ability to inhibit tumor cell proliferation. Based on the observation that the typical antipsychotic haloperidol in a previous study inhibits the proliferation of C6 glioma cells, we incubated U251 and T98 glioma cells using this factor and in combination with radiation and the anticancer agent temozolamide. The use of haloperidol in a concentration equal to IC50 and a concentration of IC50 of temozolamide, in combination with radiation, through the MTT method, presents the best result. The application of the flow cytometry method to determine the phase of the cell cycle showed that haloperidol-induced cell death is caused by dose-dependent apoptosis in the G1 phase of the cell cycle at concentrations of IC50 and 2IC50. When using the method of in vitro scratch wound healing assay, alloperidol appears to inhibit the migrationability of U87 and T98 cells, in combination with its ability to inhibit the proliferation of these cells. The involvement of our research team with the atypical antipsychotics included the substance ziprasidone, which promotes cell death in U87 and U373 cells, when used as monotherapy. Thecombination of ziprasidone in a concentration equal to IC50 along with the use of radiation and concentration of IC50 of temozolamide leads to a reduction of glioma population up to 80%. These results are obtained through the MTT method. Applying the flow cytometry method to determine the phase of the cell cycle, we observed that the use of ziprasidone at concentrations equal toIC50 and 2IC50 showed a dose-dependent apoptosis through G1 and G2/M phase arrest, indicating the possibility that ziprasidone and radiation could act synergistically in tumor treatment. By the use of the Western blotting method, we observed tha the pathway that is responsible for the apoptosis caused in these cells is the pathway of NF-κB, as we observed the time-dependent inhibition in the expression of this factor. The ability of ziprasidone to act as a tumor suppressor is not only limited to the apoptosis it causes, but also to the reduction of the migration capacity of U87, T98 and U373 glioma cells. Overall, the results of this study show that haloperidol and ziprasidone cause cell death by apoptosis and inhibition of the migratory ability of glioblastoma cells and could be used as possible anticancer agents.

Οι Ιντερφερόνες (IFNs) αποτελούν πρωτεϊνες σήματος με ποικίλες δράσεις και σημαντικό ρόλο στην αντιμετώπιση των ιών, καθώς και στην ανοσοκαταστολή και τον περιορισμό ανάπτυξης όγκων. Η βιβλιογραφία παρουσιάζει σημαντικές ικανότητες της χρήσης των IFNs ενάντια σε διάφορους τύπουςόγκων και κυρίως των IFNs τύπου I (IFN-α, IFN-β). Η επώαση από την ερευνητική μας ομάδα με διαφορετικές συγκεντρώσεις IFN-γ σε κύτταρα U251 οδήγησε σε μικρή αναστολή στην ανάπτυξη των κυττάρων, αποτέλεσμα που συμφωνεί με την παρούσα βιβλιογραφία, η οποία δεν παρουσιάζει την IFN-γ ως πιθανό ογκοκατασταλτικό παράγοντα. Στη συνέχεια της παρούσας μελέτης, εστιάσαμε στη δράση των αντιψυχωσικών φαρμάκων και στην ικανότητά τους να προκαλούν αναστολή στον πολλαπλασιασμό των κυττάρων όγκου. Με αφετηρία την παρατήρηση ότι ο παράγοντας αλοπεριδόλη, που ανήκει στην κατηγορία των τυπικών αντιψυχωσικών, σε προγενέστερη μελέτηαναστέλλει τον πολλαπλασιασμό κυττάρων γλοιώματος C6, επωάσαμε κύτταρα γλοιώματος U251 και T98 με τον παράγοντα αυτό και σε συνδυασμό με εφαρμογή ακτινοβόλησης και τη χρήση ενός ογκοκατασταλτικού παράγοντα, της τεμοζολαμίδης. Η χρήση της αλοπεριδόλης σε συγκέντρωσηίση με IC50 και συγκέντρωση IC50 της τεμοζολαμίδης, σε συνδυασμό με ακτινοβόληση, μέσω της μεθόδου MTT, παρουσιάζει το καλύτερο αποτέλεσμα. Ο επαγόμενος από την αλοπεριδόλη κυτταρικός θάνατος, προκαλείται λόγω δοσοεξαρτώμενης απόπτωσης στη φάση G1 του κυτταρικού κύκλου σε συγκεντρώσεις της τάξεως IC50 και 2IC50, αποτέλεσμα που λαμβάνουμε με εφαρμογή της τεχνικής της κυτταρομετρίας ροής για προσδιορισμό της φάσης του κυτταρικού κύκλου. Μεσω της τεχνικής της προσομοίωσης τραύματος δι’ αμυχής, η αλοπεριδόλη φαίνεται να αναστέλλει την μεταναστευτική ικανότητα των κυττάρων U87 και T98, σε συνδυασμό με την ικανότητά της να αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων αυτών. Η ενασχόληση της ερευνητικής μας ομάδας με την κατηγορία των άτυπων αντιψυχωσικών περιελάμβανε την ουσία ζιπρασιδόνη, η οποία προάγει τον κυτταρικό θάνατο σε κύτταρα U87 και U373, χρησιμοποιούμενη ως μονοθεραπεία. Ο συνδυασμός της ζιπρασιδόνης σε συγκέντρωση IC50 με εφαρμογή ακτινοβόλησης και τεμοζολαμίδης σε συγκέντρωση IC50 οδηγούν σε μείωση του πληθυσμού μέχρι και 80%. Τα αποτελέσματα αυτάπροκύπτουν μέσω της μεθόδου MTT. Εφαρμόζοντας την τεχνική της κυτταρομετρίας ροής για προσδιορισμό της φάσης του κυτταρικού κύκλου παρατηρήσαμε πως η ζιπρασιδόνη σε συγκεντρώσεις IC50 και 2IC50 παρουσιάζει δοσοεξαρτώμενη απόπτωση μέσω στάσης του κυτταρικού κύκλου στη φάση G1 και στη φάση G2/M, που υποδηλώνει την πιθανή συνέργεια της ουσίας με την ακτινοβολία στην αντιμετώπιση του όγκου. Το μονοπάτι που ευθύνεται για την προκαλούμενη στα κύτταρα αυτά απόπτωση είναι αυτό του παράγοντα NF-κΒ, αφού μέσω της τεχνικής Western παρατηρήσαμε την χρονο-εξαρτώμενη αναστολή στην έκφραση του παράγοντα αυτού. Η ικανότητα της ζιπρασιδόνης να δρα ως ογκοκατασταλτικός παράγοντας δεν περιορίζεται μόνο στην απόπτωση που προκαλεί, αλλά και στον περιορισμό της μεταναστευτικής ικανότητας σε κύτταρα γλοιώματος U87, T98 και U373. Συνολικά, από τα αποτελέσματα τηςπαρούσας διατριβής προκύπτει ότι οι παράγοντες αλοπεριδόλη και ζιπρασιδόνη προκαλούν κυτταρικό θάνατο μέσω απόπτωσης και αναστολή της μεταναστευτικής ικανότητας των κυττάρων γλοιοβλαστώματος και θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως πιθανοί αντικαρκινικοί παράγοντες.