Реализация злокачественного потенциала митохондрий глиобластомы человека в организме иммунодефицитных животных

Цель исследования. Получение экстракраниальных диффузных опухолевых очагов глиобластомы в организме мышей Balb/c Nude путем имплантации митохондрий, изолированных из глиобластомы человека.

Материалы и методы. Митохондрии глиобластомы человека выделяли с применением дифференциального центрифугирования на высокоскоростной рефрижераторной центрифуге. Митохондриальные образцы разводили 0,9 % раствором NaCl до концентрации 3 мг белка в 0,4 мл физиологического раствора. Мышам линии Balb/c Nude (N = 6) внутрибрюшинно одноразово трансплантировали свежеизолированные митохондрии глиобластомы из расчета 3 мг белка на 1 животное в 0,4 мл физиологического раствора. Контролем служили мыши-самцы линии Balb/c Nude (N = 4), которым одноразово внутрибрюшинно вводили 0,4 мл физиологического раствора. Всех животных умерщвляли путем декапитации на гильотине через 17-21 дней после парентеральной имплантации митохондрий, изолированных из глиобластомы.

Результаты. Выявлены особые изменения структуры селезенки (N = 4): на множественных полях зрения отмечалось образование тяжей из клеток, напоминающих мультиформную глиобластому. Об инициации диффузного роста клеток глиобластомы в стромальной части красной пульпы селезенки свидетельствовала экспрессия GFAP и ki-67, которая фиксировалась и в препарате опухоли пациентки с глиобластомой. При морфологическом исследовании брыжейки и лимфоузлов были выявлены множественные участки с атипичными клетками, напоминающие мультиформную глиобластому, локализующиеся в фиброзных перегородках и синусах. В брыжейке и лимфатическом узле мышей Balb/c Nude (N = 6) после трансплантации митохондрий глиобластомы человека четко определялись окрашенные гранулы с соответствующим иммуногистохимическим профилем – GFAP и ki-6. Дополнительное исследование иммунофенотипа клеток у мышей Balb/c Nude в селезенке, брыжейке и лимфоузлах по общепринятому маркеру S100 не оставляло сомнений в индукции злокачественного роста после трансплантации митохондрий, изолированных из глиобластомы человека.

Заключение. Показано, что применение парентеральной имплантации митохондрий, изолированных из глиобластомы человека, умышей-самцов линии Balb/c Nude вызывает рост и развитие в организме животных экстракраниальных очагов глиобластомы.

1. Iranmanesh Y, Jiang B, Favour OC, Dou Z, Wu J, Li J, Sun C. Mitochondria’s Role in the Maintenance of Cancer Stem Cells in Glioblastoma. Front. Oncol. 2021;11:101. https://doi.org/10.3389/fonc.2021.582694

2. Altieri DC. Mitochondrial Dynamics and Metastasis. Cell. Mol. Life Sci. 2019;76:827–835. https://doi.org/10.1007/s00018-018-2961-2

3. Raimondi V, Ciccarese F, Ciminale V. Oncogenic pathways and the electron transport chain: a dangerous liaison. Br J Cancer. 2020;122(2):168–181. https://doi.org/10.1038/s41416-019-0651-y

4. Liu J, Shen L, Tang G, Tang S, Kuang W, Li H, et al. Multiple extracranial metastases from glioblastoma multiforme: a case report and literature review. J Int Med Res. 2020;48(6):300060520930459. https://doi.org/10.1177/0300060520930459

5. Lah TT, Novak M, Breznik B. Brain malignancies: Glioblastoma and brain metastases. Semin Cancer Biol. 2020;60:262–273. https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2019.10.010

6. Carvalho JADV, Barbosa CCL, Feher O, Maldaun MVC, Camargo VP, Moraes FY, Marta GN. Systemic dissemination of glioblastoma: literature review. Rev Assoc Med Bras (1992). 2019 Mar;65(3):460–468. https://doi.org/10.1590/1806-9282.65.3.460

7. Кит О. И., Водолажский Д. И., Росторгуев Э. Е., Франциянц Е. М., Панина С. Б. Молекулярно-генетические маркеры глиом. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2017;35(4):132–140. https://doi.org/10.18821/0208-0613-2017-35-4-132-140

8. Размологова О. Ю., Соколова Т. В. Редкий случай метастазирования глиобластомы в легкие. Архив патологии. 2013;75(4):34–36.

9. Chen J, Shi Q, Li S, Zhao Wu, Huang H. Clinical characteristics of glioblastoma with metastatic dissemination in the spine. Ann Palliat Med. 2022;11(2):506–512. https://doi.org/10.21037/apm-21-3387

10. Cunha MLVD, Maldaun MVC. Metastasis from glioblastoma multiforme: a meta-analysis. Rev Assoc Med Bras. 2019;65(3):424–433. https://doi.org/10.1590/1806-9282.65.3.424

11. Козлова М. Б., Франциянц Е. М., Салатова А. М., Комарова Е. Ф., Погорелова Ю. А. Первичные опухоли и их метастазы в головной мозг: особенности влияния на системный статус тиреоидных гормонов и кортизола. Фундаментальные исследования. 2014;7-1:81–86.

12. Nakib CE, Hajjar R, Zerdan MB, Darwish H, Zeidan Y, Alame S, Kassouf HK, Chamseddine N, Assi HI. Glioblastoma multiforme metastasizing to the skin, a case report and literature review. Radiol Case Rep. 2021 Nov 11;17(1):171–175. https://doi.org/10.1016/j.radcr.2021.10.029 . Erratum in: Radiol Case Rep. 2023 Mar;18(3):1387–1388.

13. Кит О. И., Шихлярова А. И., Франциянц Е. М., Нескубина И. В., Каплиева И. В., Гончарова А. С., и др. Процессы самоорганизации митохондрий при росте экспериментальных опухолей в условиях хронической нейрогенной боли. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2019;2(202):97–105.

14. Кит О. И., Франциянц Е. М., Каплиева И. В., Трепитаки Л. К., Котиева И. М. Способ модификации хронической болью злокачественного роста меланомы В16 у мышей. Патент на изобретение RU 2650587 C1, 16.04.2018. Заявка № 2017114818 от 26.04.2017.

15. Frantsiyants EM, Neskubina IV, Shikhlyarova AI, Engibaryan MA, Vashchenko LN, Surikova EI et al. Content of apoptosis factors and self-organization processes in the mitochondria of heart cells in female mice C57BL/6 under growth of melanoma B16/F10 linked with comorbid pathology. Cardiometry. 2021;18:121–130.

16. Lewis AMJr. Regulatory implications of neoplastic cell substrate tumorigenicity. U. S. Food and Drug Administration. 2005, 31p.

17. Егорова М. В., Афанасьев С. А. Выделение митохондрий из клеток и тканей животных и человека: Современные методические приемы. Сибирский медицинский журнал. 2011;26(1–1):22–28.

18. Гуреев А. П., Кокина А. В., Сыромятникова М. Ю., Попов В. Н. Оптимизация методов выделения митохондрий из разных тканей мыши. Вестник ВГУ. Серия: химия, биология, фармация. 2015;4:61–65.