Клеточные механизмы, изучение поведения клеток

Архив рубрики «Стационарная культура»

Hahn с соавторами (1974) показали, что клетки стационарной культуры значительно более чувствительны к бис3хлорэтилнитрозомочевине, чем клетки растущей культуры, если препарат добавляют к среде с сывороткой. При действии препарата в солевом растворе различие в чувствительности было значительно меньше. Добавление к культуре в стационарной фазе среды из растущей культуры снижало чувствительность, а добавление к растущей культуре среды из стационарной культуры повышало чувствительность. Это показывает, что состав среды является одним из факторов, определяющих сравнительную чувствительность культур двух типов.

Таким образом, клетки в стационарных культурах при сравнении с теми же культурами в период активного роста характеризуются, как правило, повышенной чувствительностью к бис3хлорэтилнитрозомочевине и блеомицину. При анализе этих данных возникает важный вопрос: насколько стационарная культура моделирует состояние покоя Go в опухолях in vivo. В связи с решением этого вопроса необходимо учитывать методические особенности определения выжившей фракции в стационарной культуре. После воздействия препарата на стационарную культуру клетки сразу переносят в новую среду для роста колоний, т. е. в этих клетках индуцируется активная пролиферация. Очевидно, в отличие от этого при действии препаратов на клетки в фазе покоя in vivo покоящееся состояние клеток сохраняется значительно дольше. Поэтому время, необходимое для репарации ДНК, в клетках стационарных культур искусственно сокращается. Также могут различаться механизмы торможения пролиферации in vitro и in vivo. Прекращение пролиферации в культуре клеток может быть связано с истощением одного или нескольких метаболитов, с контактным торможением клеток или с накоплением ингибиторов, а в солидных опухолях in vivo основным фактором, вызывающим уменьшение пролиферативного пула, является гипоксия (О. С. Франкфурт, 1975а). Очевидно, стационарные культуры в большей степени моделируют замедление пролиферации в асцитных, чем в солидных опухолях. Действительно, Hagemann с соавторами (1973) показали, что асцитная мастоцитома в ста 80 ционарной фазе значительно более чувствительна к бис3хлорэтилнитрозомочевине, чем в период активного роста. При этом так же, как и в культуре, стационарная фаза роста характеризовалась отсутствием плеча в кривой дозаэффект и меньшей величиной Do.

Данные о клеточной гибели в солидных опухолях на разных стадиях роста весьма ограничены. De Wys (1972а) показал, что в карциноме Люиса чувствительность к циклофосфамиду резко падает по мере роста, как в первичных опухолях, так и в метастазах. В солидной мастоцитоме чувствительность к бисрхлорэтилнитрозомочевине на ранних стадиях роста выше, чем на поздних, хотя в культуре и асцитной опухоли те же авторы получили противоположные результаты (Hagemann е. а., 1973). Поскольку число клеток в фазе G0. обычно увеличивается по мере роста опухоли, эти данные говорят в пользу резистентности клеток в фазе G0 к алкилирующим соединениям. Хорошо известно, что чем больше размер солидной опухоли, тем меньше эффект химиотерапии, в том числе и при лечении производными нитрозомочевины (Skipper, 1973). Однако следует учитывать, что повышенная резистентность солидных опухолей на поздних стадиях роста может быть связана не только с резистентностью клеток в фазе G0, но также и с действием других факторов, например со снижением проникновения препарата в опухоль в результате ухудшения кровоснабжения. Таким образом, вопрос о чувствительности клеток в фазе покоя к химиотерапевтическим препаратам нуждается в дальнейшем изучении. В настоящее время не ясно, в какой степени клетки в стационарных культурах моделируют состояние Go в опухолях in vivo, и не доказано, что снижение пролиферативного пула является единственным фактором, повышающим резистентность больших солидных опухолей.

Чувствительность покоящихся и пролиферирующих клеток сравнивалась многими авторами на модели стволовых клеток костного мозга (см. главу VII). Кроме того, в ряде работ сопоставлялось действие препаратов на клетки перевиваемой лимфомы с высокой скоростью размножения и на медленно пролиферирующие стволовые клетки костного мозга (см. главу I). В ‘большинстве случаев была показана более высокая чувствительность ‘быстро пролиферирующих клеток.
Интересно, что сравнение чувствительности делящихся и покоящихся микроорганизмов показало, что антиметаболиты убивают только делящиеся клетки, а алкилирующие соединения, включая производные нитрозомочевины, высокотоксичны как для делящихся, так и для покоящихся бактерий (Pittilo е. а., 1970).

культурах, необходимо остановиться на факторах, которые могут в опухолях in vivo изменять распределение чувствительности по циклу, свойственное клеткам in vitro. Зависимость гибели клеток от фазы цикла в культуре клеток обычно изучается при действии препаратов в течение 12 ч. Это соответствует длительности воздействия in vivo при действии алкилирующих соединений, которые быстро распадаются. Однако многие другие препараты, в том числе антиметаболиты и антибиотики, характеризуются длительной циркуляцией в организме. В этом случае распределение чувствительности по циклу может отличаться от наблюдаемого при кратковременном воздействии. Также следует учитывать, что почти во всех работах in vitro зависимость гибели клеток от фазы цикла изучалась при дозах препаратов, снижавших выжившую фракцию в субпопуляции чувствительных клеток до 110 В то же время значительный противоопухолевый эффект наблюдается лишь тогда, когда выжившая фракция во всей популяции меньше 0,01. При этом распределение чувствительности по циклу и сравнительная чувствительность клеток в разных фазах может отличаться от наблюдаемых при более высоких величинах выжившей фракции.