Клетки рака молочной железы изменяют чувствительность к гормональным и ростовым стимулам при 3D-культивировании

A. A. Nushtaeva; M. M. Savinkova; M. S. Ermakov; M. E. Varlamov; D. D. Novak; V. A. Ricnter; O. A. Koval

doi:10.31857/S0041377122040046

Клетки рака молочной железы изменяют чувствительность к гормональным и ростовым стимулам при 3D-культивировании

Translated title of the contribution: Breast Cancer Cells in 3D Models Changes Their Response to Hormonal and Growth Factors

A. A. Nushtaeva, M. M. Savinkova, M. S. Ermakov, M. E. Varlamov, D. D. Novak, V. A. Ricnter, O. A. Koval

Research output: Contribution to journal › Article › peer-review

Abstract

The aim of this study was to investigate the formation and growth of mono- (3D) and heterogeneous (3D-2) spheroids consisting of stromal cells and tumor cells simulating three types of BC: ER + /PR + ; HER2 + ; ER- / PR- / HER2- including under exposure to 17-β estradiol and TGFβ. MCF7, MDA-MB-231 and SK-BR-3 BC cell lines were used as a models for 3D cultures, and BN120f fibroblasts of healthy breast tissue were used for 3D-2 spheroids. In this work, we proposed uniform 3D culturing conditions for all three cultures of breast cancer cells, which produce proliferating spheroids. Morphological analysis of the spheroids showed that co-culture of tumor and stromal cells in 3D-2 model leads to the formation of more rounded and structured spheroids than in 3D monoculture, imitating self-organization into microtissue. It was found that 17β-estradiol stimulates cell proliferation in 3D and 3D-2 spheroids regardless tumor type simulation by cells used, whereas in the 2D model MDA-MB-231 cells are not sensitive to 17β-estradiol. Then incorporated into spheroids, MDA-MB-231 cells have lost the sensitivity to TGFβ while SK-BR-3 cells become TGFβ-sensitive. Thus, 3D and 3D-2 cell models of breast cancer are shown to be essential tools in studying tumor progression and important in testing new antitumor approaches, despite the existing 2D models.

Translated title of the contribution	Breast Cancer Cells in 3D Models Changes Their Response to Hormonal and Growth Factors
Original language	Russian
Article number	5
Pages (from-to)	353-365
Number of pages	13
Journal	Tsitologiya
Volume	64
Issue number	4
DOIs	https://doi.org/10.31857/S0041377122040046
Publication status	Published - 2022

Keywords

17-β estradiol
3D cell cultures
breast cancer
cell lines
epidermal growth factor receptor type 2 (HER2)
stromal cells
transforming growth factor beta (TG β)
tumor cells

OECD FOS+WOS

3.02 CLINICAL MEDICINE
1.06 BIOLOGICAL SCIENCES

State classification of scientific and technological information

34 BIOLOGY

Access to Document

10.31857/S0041377122040046

Cite this

Nushtaeva, A. A., Savinkova, M. M., Ermakov, M. S., Varlamov, M. E., Novak, D. D., Ricnter, V. A., & Koval, O. A. (2022). Клетки рака молочной железы изменяют чувствительность к гормональным и ростовым стимулам при 3D-культивировании. Tsitologiya, 64(4), 353-365. [5]. https://doi.org/10.31857/S0041377122040046

@article{e7cf28079e9a4428a70e28be0e674510,

title = "Клетки рака молочной железы изменяют чувствительность к гормональным и ростовым стимулам при 3D-культивировании",

abstract = "Цель настоящей работы заключалась в исследовании формирования и роста моно- (3D) и гетерогенных (3D-2) сфероидов на основе комбинации опухолевых и стромальных клеток, имитирующих три типа РМЖ: ER+/PR+, HER2+ и ER−/PR−/HER2− при воздействии 17-β эстрадиола (Е2) и TGFβ. Линии опухолевых клеток РМЖ MCF7, MDA-MB-231 и SK-BR-3 использовали в качестве моделей для формирования 3D-культур и фибробласты здоровой ткани молочной железы BN120f для формирования соответствующих гетерогенных 3D-2 культур. Предложены единообразные условия 3D-культивирования всех трех культур клеток РМЖ, позволяющие получать пролиферирующие сфероиды. При смешивании опухолевых клеток и здоровых фибробластов в соотношении 1 : 4 внутреннее ядро формировали фибробласты, а эпителиальные опухолевые клетки образовывали внешний слой 3D-2-структур. Морфологический анализ сфероидов показал, что при таком со-культивировании опухолевых и здоровых клеток в модели 3D-2 формируются более округлые и структурированные сфероиды по типу самоорганизации в микроткань в сравнении с моно-культивированием опухолевых клеток в 3D-модели. Установлено, что Е2 стимулирует пролиферацию клеток в составе сфероидов 3D и 3D-2 вне зависимости от имитации типа РМЖ входящих в них опухолевых клеток, тогда как при культивировании в 2D-модели клетки MDA-MB-231 не чувствительны к 17β-эстрадиолу. В составе сфероидов клетки MDA-MB-231 утрачивали, а SK-BR-3 приобретали чувствительность к пролиферативному воздействию TGFβ. Таким образом, показано, что клеточные 3D- и 3D-2-модели РМЖ являются важным инструментом при изучении опухолевой прогрессии и востребованы при тестировании новых противоопухолевых подходов, несмотря на существующие 2D-модели.",

keywords = "17-β estradiol, 3D cell cultures, breast cancer, cell lines, epidermal growth factor receptor type 2 (HER2), stromal cells, transforming growth factor beta (TG β), tumor cells",

author = "Nushtaeva, {A. A.} and Savinkova, {M. M.} and Ermakov, {M. S.} and Varlamov, {M. E.} and Novak, {D. D.} and Ricnter, {V. A.} and Koval, {O. A.}",

note = "Нуштаева А.А., Савинкова М.М., Ермаков М.С., Варламов М.Е., Новак Д.Д., Рихтер В.А., Коваль О.А. Клетки рака молочной железы изменяют чувствительность к гормональным и ростовым стимулам при 3D-культивировании // Цитология. – 2022. – Т. 64. – № 4. – С. 353-365. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 20-74-10039); работы по культивированию клеток BN120f выполнены в рамках проекта базового бюджетного финансирования Минобрнауки РФ (№ AAAA-A17-117020210023-1).",

year = "2022",

doi = "10.31857/S0041377122040046",

language = "русский",

volume = "64",

pages = "353--365",

journal = "Цитология",

issn = "0041-3771",

publisher = "Maik Nauka-Interperiodica Publishing",

number = "4",

}

Nushtaeva, AA, Savinkova, MM, Ermakov, MS, Varlamov, ME, Novak, DD, Ricnter, VA & Koval, OA 2022, 'Клетки рака молочной железы изменяют чувствительность к гормональным и ростовым стимулам при 3D-культивировании', Tsitologiya, vol. 64, no. 4, 5, pp. 353-365. https://doi.org/10.31857/S0041377122040046

Клетки рака молочной железы изменяют чувствительность к гормональным и ростовым стимулам при 3D-культивировании. / Nushtaeva, A. A.; Savinkova, M. M.; Ermakov, M. S. et al.

In: Tsitologiya, Vol. 64, No. 4, 5, 2022, p. 353-365.

Research output: Contribution to journal › Article › peer-review

TY - JOUR

T1 - Клетки рака молочной железы изменяют чувствительность к гормональным и ростовым стимулам при 3D-культивировании

AU - Nushtaeva, A. A.

AU - Savinkova, M. M.

AU - Ermakov, M. S.

AU - Varlamov, M. E.

AU - Novak, D. D.

AU - Ricnter, V. A.

AU - Koval, O. A.

N1 - Нуштаева А.А., Савинкова М.М., Ермаков М.С., Варламов М.Е., Новак Д.Д., Рихтер В.А., Коваль О.А. Клетки рака молочной железы изменяют чувствительность к гормональным и ростовым стимулам при 3D-культивировании // Цитология. – 2022. – Т. 64. – № 4. – С. 353-365. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 20-74-10039); работы по культивированию клеток BN120f выполнены в рамках проекта базового бюджетного финансирования Минобрнауки РФ (№ AAAA-A17-117020210023-1).

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Цель настоящей работы заключалась в исследовании формирования и роста моно- (3D) и гетерогенных (3D-2) сфероидов на основе комбинации опухолевых и стромальных клеток, имитирующих три типа РМЖ: ER+/PR+, HER2+ и ER−/PR−/HER2− при воздействии 17-β эстрадиола (Е2) и TGFβ. Линии опухолевых клеток РМЖ MCF7, MDA-MB-231 и SK-BR-3 использовали в качестве моделей для формирования 3D-культур и фибробласты здоровой ткани молочной железы BN120f для формирования соответствующих гетерогенных 3D-2 культур. Предложены единообразные условия 3D-культивирования всех трех культур клеток РМЖ, позволяющие получать пролиферирующие сфероиды. При смешивании опухолевых клеток и здоровых фибробластов в соотношении 1 : 4 внутреннее ядро формировали фибробласты, а эпителиальные опухолевые клетки образовывали внешний слой 3D-2-структур. Морфологический анализ сфероидов показал, что при таком со-культивировании опухолевых и здоровых клеток в модели 3D-2 формируются более округлые и структурированные сфероиды по типу самоорганизации в микроткань в сравнении с моно-культивированием опухолевых клеток в 3D-модели. Установлено, что Е2 стимулирует пролиферацию клеток в составе сфероидов 3D и 3D-2 вне зависимости от имитации типа РМЖ входящих в них опухолевых клеток, тогда как при культивировании в 2D-модели клетки MDA-MB-231 не чувствительны к 17β-эстрадиолу. В составе сфероидов клетки MDA-MB-231 утрачивали, а SK-BR-3 приобретали чувствительность к пролиферативному воздействию TGFβ. Таким образом, показано, что клеточные 3D- и 3D-2-модели РМЖ являются важным инструментом при изучении опухолевой прогрессии и востребованы при тестировании новых противоопухолевых подходов, несмотря на существующие 2D-модели.

AB - Цель настоящей работы заключалась в исследовании формирования и роста моно- (3D) и гетерогенных (3D-2) сфероидов на основе комбинации опухолевых и стромальных клеток, имитирующих три типа РМЖ: ER+/PR+, HER2+ и ER−/PR−/HER2− при воздействии 17-β эстрадиола (Е2) и TGFβ. Линии опухолевых клеток РМЖ MCF7, MDA-MB-231 и SK-BR-3 использовали в качестве моделей для формирования 3D-культур и фибробласты здоровой ткани молочной железы BN120f для формирования соответствующих гетерогенных 3D-2 культур. Предложены единообразные условия 3D-культивирования всех трех культур клеток РМЖ, позволяющие получать пролиферирующие сфероиды. При смешивании опухолевых клеток и здоровых фибробластов в соотношении 1 : 4 внутреннее ядро формировали фибробласты, а эпителиальные опухолевые клетки образовывали внешний слой 3D-2-структур. Морфологический анализ сфероидов показал, что при таком со-культивировании опухолевых и здоровых клеток в модели 3D-2 формируются более округлые и структурированные сфероиды по типу самоорганизации в микроткань в сравнении с моно-культивированием опухолевых клеток в 3D-модели. Установлено, что Е2 стимулирует пролиферацию клеток в составе сфероидов 3D и 3D-2 вне зависимости от имитации типа РМЖ входящих в них опухолевых клеток, тогда как при культивировании в 2D-модели клетки MDA-MB-231 не чувствительны к 17β-эстрадиолу. В составе сфероидов клетки MDA-MB-231 утрачивали, а SK-BR-3 приобретали чувствительность к пролиферативному воздействию TGFβ. Таким образом, показано, что клеточные 3D- и 3D-2-модели РМЖ являются важным инструментом при изучении опухолевой прогрессии и востребованы при тестировании новых противоопухолевых подходов, несмотря на существующие 2D-модели.

KW - 17-β estradiol

KW - 3D cell cultures

KW - breast cancer

KW - cell lines

KW - epidermal growth factor receptor type 2 (HER2)

KW - stromal cells

KW - transforming growth factor beta (TG β)

KW - tumor cells

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85142006334&partnerID=8YFLogxK

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=49211920

U2 - 10.31857/S0041377122040046

DO - 10.31857/S0041377122040046

M3 - статья

AN - SCOPUS:85142006334

VL - 64

SP - 353

EP - 365

JO - Цитология

JF - Цитология

SN - 0041-3771

IS - 4

M1 - 5

ER -

Клетки рака молочной железы изменяют чувствительность к гормональным и ростовым стимулам при 3D-культивировании

Abstract

Keywords

OECD FOS+WOS

State classification of scientific and technological information

Access to Document

Other files and links

Fingerprint

Cite this