Effect of Obatoclax on the cell cycle and apoptosis of bone marrow stromal cells of the HS-5 line

Podścielisko szpiku kostnego stanowi jeden z najważniejszych komponentów szpiku kostnego, tworzy warunki sprzyjające rozwojowi i różnicowaniu macierzystych komórek krwiotwórczych i nowopowstałych, dojrzewających prekursorów krwinek, przez co ma kluczowe znaczenie w procesie hematopoezy. Ze względu na swoją funkcję podścielisko pełni również kluczową rolę w nowotworach hematologicznych - białaczkach - ich powstawaniu, przebiegu, jak i leczeniu. Jedną z potencjalnych dróg opracowania skutecznego leczenia białaczek jest stworzenie celowanej terapii, ukierunkowanej na określone cele w komórce nowotworowej. Ze względu na fakt, iż komórki podścieliska szpiku kostnego (ang. bone marrow stromal cells, BMSC) wydzielają cytokiny, czynniki wzrostowe, które stymulują proliferacje komórek białaczkowych, istotne jest określenie wpływu terapii celowanej nie tylko na komórki białaczkowe, ale również na BMSC. Celem niniejszej pracy było wykazanie wpływu obatoklaksu na przebieg cyklu komórkowego oraz apoptozę komórek podścieliska szpiku kostnego linii HS-5. Obatoklaks to syntetyczna pochodna prodigininy bakteryjnej, o przeciwnowotworowych oraz immunosupresyjnych właściwościach. Związek ten jest antagonistą anty-apoptotycznych białek z rodziny Bcl-2, regulujących proces apoptozy. W wyniku działania obatoklaksu możliwa jest aktywacja szlaku wewnętrznego apoptozy w komórkach. Badania przedkliniczne i kliniczne potwierdziły skuteczność stosowania obatoklaksu w leczeniu białaczek, jednak jak dotąd nie wykazano jego aktywności względem prawidłowych komórek podścieliska szpiku kostnego. W niniejszej pracy określono aktywność cytotoksyczną obatoklaksu względem komórek linii HS-5, poprzez analizę jego wpływu na żywotność tych komórek, przebieg cyklu komórkowego oraz indukcję śmierci komórkowej. W badaniach wykorzystano test PrestoBlue, test aneksyna V/ jodek propidyny oraz analizę cytometryczną cyklu komórkowego. Otrzymane wyniki wskazują na negatywny wpływ obatoklaksu na żywotność komórek HS-5, zależny od jego stężenia oraz czasu ekspozycji komórek na jego działanie. Ponadto, zastosowanie obatoklaksu zwiększało odsetek komórek wczesno-apoptotycznych i późno-apoptotycznych w populacji komórek HS-5 oraz spowodowało zmianę dystrybucji komórek w poszczególnych fazach cyklu komórkowego. Na podstawie otrzymanych wyników można wysunąć wniosek, iż obatoklaks wykazuje aktywność cytotoksyczną względem BMSC, a obserwacja ta ma istotne znaczenie dla potencjalnego wykorzystania obatoklaksu w terapii białaczek. Otrzymane wyniki wymagają dalszych badań nad mechanizmami działania obatoklaksu w komórkach podścieliska szpiku kostnego

Bone marrow stroma is one of the most important components of the bone marrow, creating conditions conducive to the development and differentiation of hematopoietic stem cells and newly formed, maturing blood cells precursors, which is crucial in hematopoiesis. Due to its function, the stroma plays a crucial role in hematological cancers (leukemia) - their development, course and treatment. One potential way to develop an effective treatment for leukemia is to create targeted therapy that targets specific targets in the cancer cell. Due to the fact that bone marrow stromal cells (BMSCs) secrete cytokines, growth factors that stimulate the proliferation of leukemic cells, it is important to determine the effect of targeted therapy not only on leukemic cells, but also on BMSCs.The purpose of this study was to investigate the effect of obatoclax on the course of the cell cycle and apoptosis of the HS-5 line cells. Obatoclax is a synthetic derivative of bacterial prodigins, exhibits anti-cancer and immunosuppressive properties. Obatoclax is an antagonist of anti-apoptotic proteins from the Bcl-2 family, that regulates apoptosis. As a result, it can activate the internal apoptotic pathway in cells.Preclinical and clinical studies have confirmed obatoclax effectiveness in leukemia treatment, however, it has not yet been proven to be active against normal bone marrow stromal cells. In this study, the cytotoxic activity of Obajtoclax against HS-5 cells was determined by analyzing its effect on the viability of these cells, the course of the cell cycle and the induction of cell death. The studies used the PrestoBlue test, the annexin V/propidium iodide test and cell cycle cytometric analysis. The obtained results indicate a negative effect of Obajtoclax on the viability of HS-5 cells, depending on its concentration and the time of exposure of cells to its action. Simultaneously, the use of obatoclax increased the percentage of early and late apoptotic cells within the HS-5 cell population, while altering the cell distribution in cell cycle phases.Based on the results obtained, it can be concluded that Obatoclax has cytotoxic activity against BMSCs, and this observation is important for the potential use of Obatoclax in the treatment of leukemia. The obtained results require further research on the mechanisms of action of Obajtoclax in bone marrow stromal cells