Aim. To assess the expression of various types of DNA repair proteins in gastrointestinal stromal tumors (GISTs) to identify the possible defects in DNA repair pathways and therapeutic targets. Methods. The study was performed on the human fibroblasts, imatinib-sensitive vs imatinib-resistant GISTs and leiomyosarcomas (LMS) cell lines, as well. The cell lines indicated above were cultured in the corresponding culture medium supplemented with fetal bovine serum, L-glutamine and antibiotics (37 °C и 5% СО2). Protein expression level and its intracellular localization were assessed by Western blotting. Results. The reduced BRCA1 expression was observed in most of the GIST cell lines, which was associated with an up-regulation of Rad51, thereby indicating about the potential abnormalities of homologous recombination pathway in these cells. This phenomenon was typical for GISTs and was not observed in LMS cells lines. In contrast to LMS cell lines, all GIST cells showed an upregulation of O6-methylguanine DNA methyltransferase (MGMT), the key enzyme involved in alkylated DNA damage repair pathway. Most GIST cells exhibited high level of MSH6 known as a key member of mismatch repair pathway. Most notably, topoisomerases were over-expressed in all of GIST cell lines. Conclusions. We found several striking alterations in expression levels of DDR pathway enzymes in GISTs. For instance, an up-regulation of topoisomerases in all GISTs indicates that these cells might be sensitive to topoisomerase II inhibitors and could be potentially targeted therapeutically.
Цель. Изучить уровень экспрессии белков, участвующих в различных путях репарации повреждений дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в гастроинтестинальных стромальных опухолях с целью выявления дефектов в системах репарации повреждений ДНК и поиска эффективных средств их терапии. Методы. Исследования проводили на фибробластах человека, иматиниб-чувствительных и резистентных линиях гастроинтестинальных стромальных опухолей, а также линиях лейомиосарком. Клетки культивировали в чашках Петри в соответствующих культуральных средах с добавлением эмбриональной телячьей сыворотки, L-глутамина и антибиотиков в условиях СО2-инкубатора (37 °C и 5% СО2). Уровень экспрессии белков оценивали методом иммуноблоттинга. Результаты. Было выявлено значительное снижение уровня экспрессии белка BRCA1 у подавляющего большинства линий гастроинтестинальных стромальных опухолей, сопровождавшееся увеличением уровня экспрессии рекомбиназы Rad51, что может свидетельствовать о нарушениях процессов гомологичной рекомбинации. Данный феномен был характерен для гастроинтестинальных стромальных опухолей и не наблюдался в клетках лейомиосарком. Кроме того, во всех изученных гастроинтестинальных стромальных опухолях (в отличие от лейомиосарком) отмечено значительное увеличение уровня экспрессии О6-метилгуанин ДНК-метилтрансферазы, служащей ключевым фактором восстановления О6-алкилированных повреждений ДНК. У большинства гастроинтестинальных стромальных опухолей также был отмечен повышенный уровень экспрессии MHM6, участвующего в репарации ошибочно спаренных оснований ДНК. Примечательно, что у всех гастроинтестинальных стромальных опухолей было выявлено повышение уровня экспрессии топоизомераз. Вывод. Выявленные нарушения экспрессии некоторых белков-репарантов повреждений ДНК в гастроинтестинальных стромальных опухолях (например, топоизомераз) позволяют их рассматривать в качестве перспективных мишеней в данных опухолях, определяющих их чувствительность к соответствующим ингибиторам.