The influence of proton beam irradiation on survival and cytoskeleton of melanoma cells

Czerniak jest jednym z najbardziej złośliwych nowotworów, mającym zdolność rozprzestrzeniania się do odległych miejsc w organizmie. Dane epidemiologiczne wskazują na ciągły wzrost zachorowalności na ten typ nowotworu. Jedną z postulowanych przyczyn inwazyjności komórek czerniaka jest zachodzenie przejścia epitelialno-mezenchymalnego, prowadzącego między innymi do zwiększenia zdolności migracyjnych i zmiany ekspresji niektórych białek, w tym białek cytoszkieletu. W pracy zbadano wpływ promieniowania wiązką protonów na przeżywalność, ilość i rodzaj tworzonych kolonii oraz na cytoszkielet dwóch linii ludzkiego czerniaka błony naczyniowej Mel270 i czerniaka skóry BLM. Zastosowano metodę wzrostu klonalnego oraz barwienie immunofluorescenyjne. Dla niskich dawek promieniowania wiązką protonów (1-5 Gy) wykazano obniżenie wartości frakcji przeżywającej oraz zmiany w liczbie i typie powstających kolonii. Względna skuteczność biologiczna (WSB) dla promieniowania wiązką protonów wyniosła 1,16 dla obu linii komórkowych. Co ciekawe, zmiany w cytoszkielecie komórkowym, polegające na jego dezorganizacji, zmniejszeniu ilości włókien naprężeniowych i wypustek aktyny, a także obniżeniu poziomu wimentyny były widoczne w komórkach po długim czasie od promieniowania (20 dni). Włókna aktynowe były cieńsze w komórkach napromienianych oboma typami promieniowania, ale ten efekt utrzymywał się dłużej po promieniowaniu wiązką protonów.

Melanoma is one of the most malignant tumors that is capable of spreading to distant places in the body. Epidemiological data indicate a continuous increase in morbidity for this type of cancer. One of the postulated causes of melanoma cell invasiveness is the epitelial-mesenchymal transition that results in increased migration capacity and altered expression of proteins, including cytoskeleton proteins. The study investigated the effect of proton beam radiation on the survival, number and type of cell colonies and cellular cytoskeleton of two human melanoma cell lines Mel270 and BLM. Clonogenic Cell Survival Assay and immunofluorescence staining were used. Low proton beam doses (1-5 Gy) decreased the surviving fraction and changed the proportions between different types of cell colonies. The relative biological effectiveness (RBE) for proton beam was determined to be 1.16 for both cell lines. Cytoskeleton changes, such as its disorganisation, diminished number of stress fibers and actinopodia, and decreased level of vimentin was seen in cells long time after irradiation (20days). Actin fibers were thinner after both types of radiation, however this effect was observed even at 40 days after proton beam irradiation, but not after X rays.