سلول های بنیادی سرطانی مقاوم به درمان حساسیت متفاوتی نسبت به تابش فوتون در مقابل پروتون دارند
سابقه و هدف: سلول های بنیادی سرطانی ( CSCS ) نقش مهمی در عود سرطان ریه ازنوع سلول غیر کوچک و متاستاز تومورها دارند . ما به دنبال تعیین این بودیم که آیا سلول های شبه سلول های بنیادی سرطانی به پرتودرمانی پروتون و فوتون پاسخ متفاوتی می دهند.
مواد و روشها: سلول های غنی از سلول های بنیادی سرطانی مشتق از دودمان های سلولی انسانی H460 و A549 مقاوم در برابر paclitaxel (نوعی مهارکننده تقسیم میتوز) با دوزی با اثربخشی نسبی بیولوژیکی تحت تابش قرار گرفتند و از نظر میزان زنده ماندن سلولی ، بقاء کلنی زایی ، آپوپتوز، مهاجرت سلولی ، تهاجم سلول ، تشکیل توده توموری وبیان مارکرهای سلول های بنیادی سرطانی بررسی شدند. غلظت درون سلولی انواع اکسیژن فعال ( ROS ) قبل و بعد از تابش اندازه گیری شد.
نتایج : در مقایسه با فوتون ، پروتون به طور قابل توجهی باعث زنده ماندن کمتر سلولها در سلول های مقاوم به درمان شیمیایی شد و در سلول های شبه سلول های بنیادی سرطانی ، بقا کلنی زایی ، تهاجم ، و تعداد توده های توموری بسیار پایین تر ، مهاجرت و بیان کمتر مارکرهای سلول های بنیادی سرطانی ( گیرنده coxsackievirus و آدنوویروس ، β - catenin ، و جمعیت های سلولی جانبی)، آپوپتوز بیشتر و بالاتر سطح ROS مشاهده شد. سلول های شبه سلول های بنیادی سرطانی کمتر از نیمی از سطح ROS سلول های سرطانی والدین و یا سلول های اپیتلیال طبیعی ریه انسان را داشتند .
نتیجه گیری : سلول های شبه سلول های بنیادی سرطانی ممکن است حساسیت بیشتری به تابش دهی پروتون نسبت به فوتون داشته باشند . این افزایش حساسیت می تواند توسط تولید بیشتر ROS توسط پروتون ایجاد شود. از آنجا که سلول های بنیادی سرطانی مقاوم به درمان شیمیایی نقش مهمی در عود تومور بازی می کنند ، پروتون ها ممکن است در از بین بردن عود یا مقاومت سرطان ریه از نوع سلول غیر کوچک موثرتر از فوتون ها باشند.
J Thorac Oncol. 2013 Dec;8(12):1484-91. doi: 10.1097/JTO.0b013e3182a5fdcb.
Therapy-Resistant Cancer Stem Cells Have Differing Sensitivity to Photon versus Proton Beam Radiation.
Zhang X, Lin SH, Fang B, Gillin M, Mohan R, Chang JY.
Author information
- Departments of *Radiation Oncology, †Thoracic and Cardiovascular Surgery, and ‡Radiation Physics, The University of Texas MD Anderson Cancer Center, Houston, Texas.
Abstract
BACKGROUND:
Cancer stem cells (CSCs) play an important role in non-small-cell lung cancer recurrence and metastasis. We sought to determine whether CSC-like cells respond differentially to proton and photon beam therapies.
METHODS:
CSC-enriched cells from paclitaxel-resistant human H460 and A549 cell lines were irradiated with the same relative biological effectiveness dose and analyzed for cell viability, clonogenic survival, apoptosis, cell migration, cell invasiveness, tumor sphere formation, and CSC markers. The intracellular concentration of reactive oxygen species (ROS) was measured before and after irradiation.
RESULTS:
Compared with photons, protons caused significantly lower cell viability in chemoresistant cells and, in CSC-like cells, significantly lower clonogenic survival, invasiveness, and number of tumor spheres; less migration and CSC markers (coxsackievirus and adenovirus receptor, β-catenin, and side population cells); more apoptosis; and higher ROS level. CSC-like cells contained less than half the ROS levels of parental cancer cells or normal human bronchial epithelial cells.
CONCLUSIONS:
CSC-like cells may be more sensitive to irradiation with protons than photons. The increased sensitivity could be caused by the greater ROS generated by protons. Because chemoresistant CSCs play an important role in tumor recurrence, protons may be more effective than photons in eliminating recurrent or persistent non-small-cell lung cancer.
PMID: 24389430