Aim. To examine the ability of receptor tyrosine kinase inhibitors to modulate gastrointestinal stromal tumor cells sensitivity to DNA topoisomerase II inhibitors.
Methods. The following receptor tyrosine kinase inhibitors were used in the present study - imatinib, crizotinib, cabozantinib and sunitinib. An ability of the named medications to sensitize gastrointestinal stromal tumor cells to DNA topoisomerase II inhibitor (doxorubicin) was examined by using an MTS-based colorimetric assay. The expression of apoptotic, DNA damage and repair markers was assessed with western blotting by using the corresponding monoclonal antibodies. Proliferative activity was examined in a real-time by utilizing an iCELLigence system (ACEA Biosciences Inc., USA).
Results. We found that all above-mentioned receptor tyrosine kinase inhibitors were able to sensitize gastrointestinal stromal tumor cells to topoisomerase II inhibitors. This leads to the decrease of proliferative activity of tumors cells and enhancement of apoptotic cell death. Importantly, this effect was observed in imatinib-resistant gastrointestinal stromal tumor cells. One of the possible molecular mechanisms responsible for sensitization of these cells to topoisomerase II inhibitors was the ability of the target medications to inhibit the homologous recombination. This is evidenced by substantial decrease of Rad51 recombinase expression as a result of receptor tyrosine kinase inhibitor effect on the cells with DNA damage caused by topoisomerase II inhibitors.
Conclusion. Receptor tyrosine kinase inhibitors are able to sensitize imatinib-resistant gastrointestinal stromal tumor cells to topoisomerase II inhibitors by inhibiting DNA homologous recombination.
Цель. Оценить способность ингибиторов рецепторных тирозинкиназ модулировать чувствительность клеток гастроинтестинальных стромальных опухолей к ингибиторам ДНК-топоизомеразы II типа.
Методы. В исследовании были использованы следующие ингибиторы рецепторных тирозинкиназ - иматиниб, кризотиниб, кабозантиниб и сунитиниб. Способность вышеуказанных препаратов вызывать сенситизацию клеток гастроинтестинальных стромальных опухолей к действию ингибитора ДНК-топоизомеразы II типа (доксорубицина) оценивали с помощью колориметрического MTS-теста. Уровень экспрессии белков, служащих маркёрами апоптоза, повреждений ДНК и их репарации оценивали методом иммуноблоттинга с использованием соответствующих моноклональных антител. Оценку пролиферативного потенциала клеток проводили в режиме реального времени с использованием прибора iCELLigence (ACEA Biosciences Inc., США).
Результаты. Показано, что вышеуказанные ингибиторы рецепторных тирозинкиназ обладают способностью вызывать сенситизацию клеток гастроинтестинальных стромальных опухолей к действию ингибиторов ДНК-топоизомеразы II типа. Это приводит к замедлению скорости пролиферации опухолевых клеток и усилению их гибели по механизму апоптоза. Важно, что данный эффект был обнаружен в отношении иматиниб-резистентных клеток гастроинтестинальных стромальных опухолей. Один из возможных молекулярных механизмов сенситизации этих клеток к действию ингибиторов ДНК-топоизомеразы II типа - способность таргетных препаратов нарушать процессы репарации повреждений ДНК, в частности по механизму гомологичной рекомбинации. Об этом свидетельствует значимое снижение уровня экспрессии рекомбиназы Rad51 под действием ингибиторов рецепторных тирозинкиназ на фоне повреждения ДНК, вызываемого ингибиторами ДНК-топоизомеразы II типа.
Вывод. Ингибиторы рецепторных тирозинкиназ обладают способностью вызывать сенситизацию иматиниб-резистентных клеток гастроинтестинальных стромальных опухолей к ингибиторам ДНК-топоизомеразы II типа за счёт угнетения процесса гомологичной рекомбинации ДНК.