mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-IAI-2717mimmun-2717Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSСекреция IL-6 и IL-8 клетками глиобластом человека, пролиферирующими после облучения на аппарате Гамма-ножIL-6 and IL-8 secretion by human glioma cells proliferating after Gamma-knife irradiationСамойловичМ. П.SamoilovichM. P.

Самойлович Марина Платоновна – доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории гибридомной технологии ФГБУ «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий имени академика А.М. Гранова» Министерства здравоохранения РФ; главный научный сотрудник кафедры цитологии и гистологии биологического факультета ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет»

197758, Санкт-Петербург, пос. Песочный, ул. Ленинградская, 70

Marina P. Samoilovich, PhD, MD (Biology), Professor, Chief Research Associate, Hybridoma Technology Laboratory, A. Granov Russian Research Center for Radiology and Surgical Technologies; Chief Research Associate, Cytology and Histology Department, Biological Faculty, St. Petersburg State University

70 Leningradskaya St Pesochny, St. Petersburg 197758

mpsamoylovich@gmail.comПиневичА. А.PinevichA. A.

Пиневич Агния Александровна – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории гибридомной технологии ФГБУ «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий имени академика А.М. Гранова» Министерства здравоохранения РФ; старший преподаватель кафедры цитологии и гистологии биологического факультета ФГБОУ ВО «СанктПетербургский государственный университет»

Санкт-Петербург

Agniia A. Pinevich, PhD (Biology), Senior Research Associate, Hybridoma Technology Laboratory, A. Granov Russian Research Center for Radiology and Surgical Technologies; Senior Lecturer, Cytology and Histology Department, Biological Faculty, St. Petersburg State University

St. Petersburg

agniapinevich@gmail.comСмирновИ. В.SmirnovI. V.

Смирнов Илья Валерьевич – кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории гибридомной технологии

Санкт-Петербург

Ilya V. Smirnov, PhD (Biology), Leading Research Associate, Hybridoma Technology Laboratory

St. Petersburg

smirnov.iv.iem@gmail.comВартанянН. Л.VartanyanN. L.

Вартанян Наталья Левоновна – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории гибридомной технологии

Санкт-Петербург

Natalia L. Vartanyan, PhD (Biology), Senior Research Associate, Hybridoma Technology Laboratory

St. Petersburg

nvartanian@mail.ruКрутецкаяИ. Ю.KrutetskayaI. Yu.

Крутецкая Ирина Юрьевна – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории гибридомной технологии

Санкт-Петербург

Irina Yu. Krutetskaya, PhD (Biology), Senior Research Associate, Hybridoma Technology Laboratory

St. Petersburg

3136086@mail.ruКиселеваЛ. Н.KiselevaL. N.

Киселева Любовь Николаевна – кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории генной инженерии

Санкт-Петербург

Lubov N. Kiseleva, PhD (Biology), Research Associate, Genetic Engineering Laboratory

St. Petersburg

luba_kiseleva@mail.ruМакаровВ. Е.MakarovV. E.

Макаров Виктор Евгеньевич – медицинский физик отделения радиохирургии и радиотерапии № 2

Санкт-Петербург

Victor E. Makarov, Medical Physicist, Radiosurgery and Radiotherapy Department No. 2

St. Petersburg

makarovve-med@yandex.ruКарташевА. В.KartashevA. V.

Карташев Артем Владимирович – кандидат медицинских наук, врач-радиотерапевт, радиохирург, старший научный сотрудник отделения радиохирургии и радиотерапии № 2

Санкт-Петербург

Artem V. Kartashev, PhD (Medicine), Radiotherapist, Radiosurgeon, Senior Research Associate, Radiosurgery and Radiotherapy Department No. 2, A. Granov Russian Research Center for Radiology and Surgical Technologies

St. Petersburg

arxiator@mail.ruФГБУ «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий имени академика А.М. Гранова» Министерства здравоохранения РФ; ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет»РоссияA. Granov Russian Research Center for Radiology and Surgical Technologies; St. Petersburg State UniversityRussian FederationФГБУ «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий имени академика А.М. Гранова» Министерства здравоохранения РФРоссияA. Granov Russian Research Center for Radiology and Surgical TechnologiesRussian Federation202301062023253611616Copyright © Самойлович М.П., Пиневич А.А., Смирнов И.В., Вартанян Н.Л., Крутецкая И.Ю., Киселева Л.Н., Макаров В.Е., Карташев А.В., 20232023Самойлович М.П., Пиневич А.А., Смирнов И.В., Вартанян Н.Л., Крутецкая И.Ю., Киселева Л.Н., Макаров В.Е., Карташев А.В.Samoilovich M.P., Pinevich A.A., Smirnov I.V., Vartanyan N.L., Krutetskaya I.Y., Kiseleva L.N., Makarov V.E., Kartashev A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2717

Одним из современных методов лечения больных с первичными и рецидивирующими опухолями головного мозга является радиохирургическое облучение на аппарате Гамма-нож, позволяющее за 1-2 сеанса подвести терапевтическую дозу к опухоли, не превышающей 2,5 см в диаметре. Клетки опухоли на периферии этого объема получают меньшие дозы облучения, могут возобновлять пролиферацию и служить источником рецидивов. Увеличение дозы облучения чревато образованием некрозов и ухудшением прогноза. Свойства клеток глиобластом, выживающих и возобновляющих пролиферацию после облучения на установке Гамма-нож, до настоящего времени мало известны. Цель работы состояла в оценке экспрессии IL-6 и IL-8 клетками глиобластом линий A172, R1, T2 и T98G, которые возобновили пролиферацию после сублетального стереотаксического облучения. Клетки облучали однократно в дозах от 6 до 16 Гр, затем культивировали в течение 40 суток, подсчитывая еженедельно количество клеток и определяя таким образом летальную и сублетальную дозы для каждой линии глиобластом. В культурах, возникших в результате пролиферации единичных наиболее радиорезистентных клеток, методом ИФА определяли количество интерлейкинов (нг), секретированных за 96 часов в расчете на 1000 клеток. Клетки всех четырех линий глиобластом секретировали IL-6 и IL-8 в среду культивирования. Максимально высокой продукцией цитокинов, которая ранее не была известна для глиобластом, отличалась линия R1. Высокой продукцией обладала также глиобластома T2. Контраст этим линиям представляла глиобластома A172, наиболее чувствительная к действию цитостатиков и облучения, секреция IL-6 в которой была в 30 раз ниже, чем в клетках R1. Глиобластома T98G, известная своей высокой устойчивостью к действию химиопрепаратов и облучения, также обладала низкой продукцией интерлейкинов. Клетки глиобластом R1, T2 и T98G, возобновившие пролиферацию после облучения, обладали усиленной секрецией IL-6 и, в меньшей мере, IL-8. Зависимость увеличения продукции цитокинов от дозы облучения для этих клеток не носила линейного характера. Клетки A172 под действием облучения, наоборот, снизили секрецию IL-6 и IL-8. Разнонаправленные изменения в продукции IL-6 и IL-8 клетками разных линий глиобластом были долговременными и сохранялись более месяца. Представленные результаты ставят под сомнение возможность использования показателей продукции IL-6 и IL-8 клетками глиобластом в качестве потенциальных биомаркеров для ранней диагностики, мониторинга терапии, а также в качестве прогностических маркеров течения заболевания.

One of the modern methods of treating patients with primary and recurrent brain tumors is radiosurgical irradiation using Gamma Knife, which allows therapeutic doses to be delivered to tumors not exceeding 2.5 cm in diameter in 1–2 sessions. Tumor cells on the periphery of this tissue volume that receive lower radiation doses can resume proliferation and serve as a source of recurrence. The increase of radiation dose may cause necroses formation and a worsening prognosis. The properties of glioblastoma cells that survive and resume proliferation long after stereotactic irradiation are still poorly known. The aim of the work was to evaluate the expression of IL-6 and IL-8 by glioblastoma A172, R1, T2, and T98G cell lines that resumed proliferation after sublethal Gamma Knife irradiation. Cells were irradiated once at doses ranging from 6 to 16 Gy, and then cultured for 40 days. Cell number was counted weekly; lethal and sublethal irradiation doses for each glioblastoma cell line were determined. In cultures descendant from proliferation of single most resistant cells, the level of IL-6 and IL-8 secretion after 96 hours cultivation (ng/1000 cells) was determined by ELISA. The cells of all four glioblastoma lines secreted IL-6 and IL-8 into culture medium. The highest production of cytokines, never before demonstrated for glioblastomas, was discovered in R1 cells. Glioblastoma T2 also had high interleukin production levels. In contrast to these lines, glioblastoma A172 (highly sensitive to the action of cytostatic drugs and radiation) secreted IL-6 at 30 times lower level than R1 cells. Glioblastoma T98G (highly resistant to the action of cytostatic drugs and radiation) also exhibited low interleukins production level. R1, T2, and T98G glioblastoma cells that resumed proliferation after irradiation had increased secretion of IL-6 and, to a lesser extent, IL-8. The dependence of cytokine production increase on irradiation dose for these cells was not linear. In contrast, A172 cells reduced IL-6 and IL-8 secretion under irradiation. The multidirectional changes in IL-6 and IL-8 production by cells of different glioblastoma lines were long-term and persisted for more than a month. The presented results cast doubt on the possibility to use IL-6 and IL-8 production by glioblastoma cells as potential biomarkers for early diagnosis, therapy monitoring as well as prognostic markers of the disease course.

глиобластомыIL-6IL-8Гамма-ножA172R1T2T98GGlioblastomaIL-6IL-8Leksell Gamma KnifeA172R1T2T98GРабота выполнена в рамках Госзадания «Изучение резистентных опухолевых клеток на культурах глиобластом при моделировании стереотаксической радиохирургии рецидивирующей глиобластомы».The work was performed according to Government Order “Study of resistant tumor cells on glioblastoma cultures in the simulation of stereotactic radiosurgery of recurrent glioblastoma” at the FSBI “Granov Russian Research Center of Radiology & Surgical Technologies” (St. Petersburg, Russia).ReferencesBrat D.J., Bellail A.C., Meir E.G.V. The role of interleukin-8 and its receptors in gliomagenesis and tumoral angiogenesis. Neuro Oncol., 2005, Vol. 7, no. 2, pp. 122-133.Brat D.J., Bellail A.C., Meir E.G.V. The role of interleukin-8 and its receptors in gliomagenesis and tumoral angiogenesis. Neuro Oncol., 2005, Vol. 7, no. 2, pp. 122-133.Bunevicius A., Radziunas A., Tamasauskas S., Tamasauskas A., Laws E.R., Iervasi G., Bunevicius R., Deltuva V. Prognostic role of high sensitivity C-reactive protein and interleukin-6 in glioma and meningioma patients. J. Neurooncol., 2018, Vol. 138, no. 2, pp. 351-358.Bunevicius A., Radziunas A., Tamasauskas S., Tamasauskas A., Laws E.R., Iervasi G., Bunevicius R., Deltuva V. Prognostic role of high sensitivity C-reactive protein and interleukin-6 in glioma and meningioma patients. J. Neurooncol., 2018, Vol. 138, no. 2, pp. 351-358.Canazza A., Calatozzolo C., Fumagalli L., Bergantin A., Ghielmetti F., Fariselli L., Croci D., Salmaggi A., Ciusani E. Increased migration of a human glioma cell line after in vitro CyberKnife irradiation. Cancer Biol. Ther., 2011, Vol. 12, no. 7, pp. 629-633.Canazza A., Calatozzolo C., Fumagalli L., Bergantin A., Ghielmetti F., Fariselli L., Croci D., Salmaggi A., Ciusani E. Increased migration of a human glioma cell line after in vitro CyberKnife irradiation. Cancer Biol. Ther., 2011, Vol. 12, no. 7, pp. 629-633.Christofides A., Kosmopoulos M., Piperi C. Pathophysiological mechanisms regulated by cytokines in gliomas. Cytokine, 2015, Vol. 71, no. 2, pp. 377-384.Christofides A., Kosmopoulos M., Piperi C. Pathophysiological mechanisms regulated by cytokines in gliomas. Cytokine, 2015, Vol. 71, no. 2, pp. 377-384.Ghandadi M., Sahebkar A. Interleukin-6: a critical cytokine in cancer multidrug resistance. Curr. Pharm. Des., 2016, Vol. 22, no. 5, pp. 518-526.Ghandadi M., Sahebkar A. Interleukin-6: a critical cytokine in cancer multidrug resistance. Curr. Pharm. Des., 2016, Vol. 22, no. 5, pp. 518-526.Kosmopoulos M., Christofides A., Drekolias D., Zavras P.D., Gargalionis A.N., Piperi C. Critical role of IL-8 targeting in gliomas. Curr. Med. Chem., 2018, Vol. 25, no. 17, pp. 1954-1967.Kosmopoulos M., Christofides A., Drekolias D., Zavras P.D., Gargalionis A.N., Piperi C. Critical role of IL-8 targeting in gliomas. Curr. Med. Chem., 2018, Vol. 25, no. 17, pp. 1954-1967.Niu N., Yao J., Bast R.C., Sood A.K., Liu J. IL-6 promotes drug resistance through formation of polyploid giant cancer cells and stromal fibroblast reprogramming. Oncogenesis, 2021, Vol. 10, no. 9, pp. 65-72.Niu N., Yao J., Bast R.C., Sood A.K., Liu J. IL-6 promotes drug resistance through formation of polyploid giant cancer cells and stromal fibroblast reprogramming. Oncogenesis, 2021, Vol. 10, no. 9, pp. 65-72.Pinevich A.A., Bode I.I., Vartanyan N.L., Kiseleva L.N., Kartashev A.V., Samoilovich M.P. Temozolomideresistant human T2 and T98G glioblastoma cells. Cell Tiss. Biol., 2022, Vol. 16, no. 4, pp. 126-140.Pinevich A.A., Bode I.I., Vartanyan N.L., Kiseleva L.N., Kartashev A.V., Samoilovich M.P. Temozolomideresistant human T2 and T98G glioblastoma cells. Cell Tiss. Biol., 2022, Vol. 16, no. 4, pp. 126-140.Pinevich A.A., Vartanyan N.L., Kartashev A.V., Kiseleva L.N., Smirnov I.V., Sidorova Z.U., Svitina S.P., Samoilovich M.P. Growth and molecular characteristics of temozolomide-resistant human A172 and R1 glioblastoma cells. Cytology, Vol. 65, no. 2, pp. 131-145. (In Russ.)Pinevich A.A., Vartanyan N.L., Kartashev A.V., Kiseleva L.N., Smirnov I.V., Sidorova Z.U., Svitina S.P., Samoilovich M.P. Growth and molecular characteristics of temozolomide-resistant human A172 and R1 glioblastoma cells. Cytology, Vol. 65, no. 2, pp. 131-145. (In Russ.)Raskova M., Lacina L., Kejík Z., Venhauerova A., Skalickova M., Kolar M., Jakubek M., Rosel D., Smetana K. Jr., Brabek J. The role of IL-6 in cancer cell invasiveness and metastasis – overview and therapeutic opportunities. Cells, 2022, Vol. 11, no. 22, 3698. doi: 10.3390/cells11223698.Raskova M., Lacina L., Kejík Z., Venhauerova A., Skalickova M., Kolar M., Jakubek M., Rosel D., Smetana K. Jr., Brabek J. The role of IL-6 in cancer cell invasiveness and metastasis – overview and therapeutic opportunities. Cells, 2022, Vol. 11, no. 22, 3698. doi: 10.3390/cells11223698.Rolhion C., Penault-Llorca F., Kemeny J.L., Lemaire J.J., Jullien C., Labit-Bouvier C., Finat-Duclos F., Verrelle P. Interleukin-6 overexpression as a marker of malignancy in human gliomas. J. Neurosurg., 2001, Vol. 94, no. 1, pp. 97-101.Rolhion C., Penault-Llorca F., Kemeny J.L., Lemaire J.J., Jullien C., Labit-Bouvier C., Finat-Duclos F., Verrelle P. Interleukin-6 overexpression as a marker of malignancy in human gliomas. J. Neurosurg., 2001, Vol. 94, no. 1, pp. 97-101.Sharma I., Singh A., Fouzia Siraj F., Saxena S. IL-8/CXCR1/2 signalling promotes tumor cell proliferation, invasion and vascular mimicry in glioblastoma. J. Biomed. Sci., 2018, Vol. 25, no. 1, 62. doi: 10.1186/s12929-018-0464-y.Sharma I., Singh A., Fouzia Siraj F., Saxena S. IL-8/CXCR1/2 signalling promotes tumor cell proliferation, invasion and vascular mimicry in glioblastoma. J. Biomed. Sci., 2018, Vol. 25, no. 1, 62. doi: 10.1186/s12929-018-0464-y.Shrivastava R., Gandhi P., Gothalwal R. The road-map for establishment of a prognostic molecular marker panel in glioma using liquid biopsy: current status and future directions. Clin. Transl. Oncol., 2022, Vol. 24, no. 9, pp. 1702-1714.Shrivastava R., Gandhi P., Gothalwal R. The road-map for establishment of a prognostic molecular marker panel in glioma using liquid biopsy: current status and future directions. Clin. Transl. Oncol., 2022, Vol. 24, no. 9, pp. 1702-1714.Wang H., Lathia J.D., Wu Q., Wang J., Li Z., Heddleston J.M., Eyler C.E., Elderbroom J., Gallagher J., Schuschu J., MacSwords J., Cao Y., McLendon R.E., Wang X.F., Hjelmeland A.B., Rich J.N. Targeting interleukin 6 signaling suppresses glioma stem cell survival and tumor growth. Stem Cells, 2009, Vol. 27, no. 10, pp. 2393-2404.Wang H., Lathia J.D., Wu Q., Wang J., Li Z., Heddleston J.M., Eyler C.E., Elderbroom J., Gallagher J., Schuschu J., MacSwords J., Cao Y., McLendon R.E., Wang X.F., Hjelmeland A.B., Rich J.N. Targeting interleukin 6 signaling suppresses glioma stem cell survival and tumor growth. Stem Cells, 2009, Vol. 27, no. 10, pp. 2393-2404.Yuhas Y., Ashkenazi S., Berent E., Weizman A. Immunomodulatory activity of ketamine in human astroglial A172 cells: possible relevance to its rapid antidepressant activity. J. Neuroimmunol., 2015, Vol. 282, pp. 33-38.Yuhas Y., Ashkenazi S., Berent E., Weizman A. Immunomodulatory activity of ketamine in human astroglial A172 cells: possible relevance to its rapid antidepressant activity. J. Neuroimmunol., 2015, Vol. 282, pp. 33-38.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.