РОЛЬ LACTOBACILLUS RHAMNOSUS GG У МОДИФІКАЦІЇ ПРОЛІФЕРАЦІЇ ТА АПОПТИЧНОЇ ПРОГРАМИ КЛІТИН РАКУ МОЛОЧНОЇ ЗАЛОЗИ ЛЮДИНИ

В.Ф. Чехун, О.О. Лихова, Н.О. Бездєнєжних, Д.В. Кукурудза, В.Г. Лупан
Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України, Київ, Україна

DOI: https://doi.org/10.15407/oncology.2023.01.016

Мета: дослідити in vitro вплив представника мікробіоти людини виду Lactobacillus rhamnosus на життєздатність, проліферативну активність і рівень апоптозу в клітинах раку молочної залози (РМЗ) різного ступеня злоякісності. Об’єкт і методи: в якості об’єктів дослідження використовували клітини РМЗ людини ліній MCF­7, T47D і MDA­MB­231, а також живі та пастеризовані клітини бактерій виду Lactobacillus rhamnosus, або їх секретовані метаболіти. Експресію білків асоційованих з регуляцією проліферації і апоптозу в клітинах РМЗ оцінювали методом імуноцитохімічного аналізу. Результати: безпосередня взаємодія живих клітин Lactobacillus rhamnosus і РМЗ призводить до найбільш значного впливу на життєздатність і проліферацію злоякісних клітин, в порівнян­ ні з дією їх секретованих метаболітів (безконтактне ко­культивування в системі Insert) або пастеризованих мікроорганізмів. Інкубація клітин РМЗ люмінального типу з Lactobacillus rhamnosus супроводжувалась при­ гніченням експресії маркера проліферації Кі­67. Сумісне культивування клітин T47D та Lactobacillus rhamnosus призводило до підвищення експресії як проапоптичних білків Вах і р21WAF1, так і антиапоптичного білка Bcl­2. В клітинах MCF­7 лактобактерії спричиняли підвищення експресії р53 і р21WAF1, але не впливали на експресію Bcl­2. В клітинах MDA­MB­231, які характеризуються найвищим ступенем злоякісності, Lactobacillus rhamnosus викликали лише збільшення експресії анти­ апоптичного маркера Bcl­2. Висновки: в клітинах РМЗ людини різного ступеня злоякісності після їх культивування з Lactobacillus rhamnosus було виявлено різновекторні механізми модифікації системи життє­діяльності злоякісних клітин шляхом зміни їх проліферативної актив­ ності та ініціації їх апоптотичної програми.

Ключові слова: мікробіота, Lactobacillus, рак молочної за­ лози, проліферація, апоптоз.

2023-1-3

Посилання

1. Bhatt AP, Redinbo MR, Bultman The role of the mic- robiome in cancer development and therapy. CA Cancer J Clin 2017; 67 (4): 326–44. doi: 10.3322/caac.21398.
2. https://theconversatcom/humans-are-8-virus-how-the- ancient-viral-dna-in-your-genome-plays-a-role-in-human- disease-and-development-192322
3. Jeyakumar T, Beauchemin N, Gros P. Impact of the micro- biome on the human Trends in parasitology 2019; 35 (10): 809–21. doi.org/10.1016/j.pt.2019.07.015.
4. Vivarelli S, Salemi R, Candido S, et al. Gut microbiota and cancer: from pathogenesis to therapy. Cancers 2019; 11 (1): doi:  10.3390/cancers11010038.
5. Leong TL, Bryant B cells in lung cancer-not just a by- stander cell: a literature review. Transl Lung Cancer Res 2021; 10 (6): 2830–41. doi: 10.21037/tlcr-20-788.
6. Banerjee S, Wei Z, Tian T, et al. Prognostic correlations with the microbiome of breast cancer Cell Death Dis 2021; 12: 831. doi: 10.1038/s41419-021-04092.
7. Wang H, Altemus J, Niazi F, et al. Breast tissue, oral and urinary microbiomes in breast Oncotarget 2017; 8 (50): 88122–138. doi: 10.18632/oncotarget.21490.
8. Banerjee S, Schlaeppi K, van der Heij MGA. Keystone taxa as drivers of microbiome structure and Nat Rev Microbiol 2018; 16 (9): 567–76. doi: 10.1038/ s41579-018-0024-1.
9. Zitvogel L, Ma Y, Raoult D, Kroemer G, Gajewski TF. The microbiome in cancer immunotherapy: diagnostic tools and therapeutic Science 2018; 359: 1366–70. doi: 10.1126/science.aar6918.
10. Rea D, Coppola G, Palma G, et al. Microbiota effects on can- cer: from risks to Oncotarget 2018; 9: 17915–27. doi:  10.18632/oncotarget.24681.
11. Rajoka MSR, Zhao H, Mahreen Mehwish H, et al. Anti- tumor potential of cell free culture supernatant of Lactoba- cillus rhamnosus strains isolated from human breast milk. Food Res Int 2019; 123: 286–97. doi: 11016/j.foodres. 2019.05.002.
12. Capurso Thirty years of Lactobacillus rhamnosus GG.J Clin Gastroenterol 2019; 53: S1–S41. doi: 10.1097/MCG. 0000000000001170.

13. Orlando A, Messa C, Linsalata M, et al. Eff of Lac­ tobacillus rhamnosus GG on proliferation and polyamine metabolism in HGC-27 human gastric and DLD-1 colonic cancer cell lines. Immunopharmacol Immunotoxicol 2009; 31 (1): 108–16. doi: 10.1080/08923970802443631.

14. Okajima T, Nakamura K, Zhang H, et al. Sensitive colorimet- ric bioassays for insulin-like growth factor (IGF) stimula- tion of cell proliferation and glucose consumption: use in studies of IGF Endocrinol 1992; 130 (4): 2201–12. doi: 10.1210/endo.130.4.1372238.
15. Lykhova A, Kudryavets Yu, Strokovska L, et al. Suppres- sion of proliferation, tumorigenicity and metastasis of lung cancer cells after their transduction by interferon-beta gene in baculovirus Cytokine 2015: 71 (2): 318–26. doi: 10.1016/j.cyto.2014.10.029.
16. Detre S, Saclani Jotti G, Dowsett A “quickscore” method for immunohistochemical semiquantitation: validation for oestrogen receptor in breast carcinomas. J Clin Pathol 1995; 48 (9): 876–78. doi: 10.1136/jcp.48.9.876.
17. Salemi, R, Vivarelli, S, Ricci D, et al. Lactobacillus rhamno- sus GG cell-free supernatant as a novel anti-cancer adjuvant. J Transl Med 2023; 21: 195. doi: 10.1186/s12967-023-04036-3.

18. Dehghani N, Tafvizi F, Jafari P. Cell cycle arrest and anti- cancer potential of probiotic Lactobacillus rhamnosus against HT-29 cancer Bioimpacts 2021; 11 (4): 245–52. doi: 10.34172/bi.2021.32.
19. Karimi Ardestani S, Tafvizi F, Tajabadi Ebrahimi Heat- killed probiotic bacteria induce apoptosis of HT-29 human colon adenocarcinoma cell line via the regulation of Bax/ Bcl2 and caspases pathway. Hum Exp Toxicol 2019; 38 (9): 1069–81. doi: 10.1186/s12967-023-04036-3.
20. Esfandiary A, Taherian-Esfahani Z, Abedin-Do A, et al. Lactobacilli modulate hypoxia-inducible factor (HIF)-1 regulatory pathway in triple negative breast cancer cell Cell J 2016; 18 (2): 237–44. doi: 10.22074/cellj.2016. 4319.
21. Ćmielová J, Řezáčová Protein and its function based on a subcellular localization. J Cell Biochem 2011; 112 (12): 3502–06. doi:  10.1002/jcb.23296.