The effect of shock mitoxantrone and fenofibrate treatment of human prostate cancer Du145 cells on their drug-resistance and invasive potential

Rak prostaty najczęściej diagnozowany jest u mężczyzn między siedemdziesiątym a osiemdziesiątym rokiem życia. Stosowana w pierwszej kolejności terapia hormonalna daje krótkotrwałą poprawę stanu pacjenta – w przypadku prawie 70% chorych już po dwóch latach od wdrożenia leczenia widoczna jest progresja choroby. Dalsze leczenie opierające się na chemioterapii, np. z wykorzystaniem mitoksantronu, skutkuje wykształceniem przez komórki lekooporności. Złożoność mechanizmów zaangażowanych w powstawanie lekooporności generuje potrzebę rozwoju terapii kombinowanych. Jednym ze związków, które badane są pod kątem zastosowania w terapii kombinowanej, jest fenofibrat, który dotychczas powszechnie stosowany był w leczeniu cukrzycy, hiperlipidemii oraz chorób sercowo-naczyniowych. Celem niniejszej pracy była weryfikacja krótko- i długoterminowego wpływu preselekcji komórek raka prostaty linii Du145 w obecności fenofibratu (25μM) lub/i wysokich dawek mitoksantronu (0,5-10 μM) na potencjał inwazyjny komórek preselekcjonowanych. Dzięki "szokowej" preselekcji komórek Du145 w obecności mitoksantronu/fenofibratu wyizolowano dwie subpopulacje komórek Du145, których fenotyp charakteryzował się wzmożoną aktywnością migracyjną oraz proliferacyjną w warunkach kontrolnych względem komórek linii Du145 typu dzikiego. Nie odnotowano jednak zwiększonej oporności tych komórek na mitoksantron i fenofibrat, a nawet zaobserwowano cytoprotekcyjny wpływ fenofibratu na komórki typu dzikiego oraz preselekcjonowane w obecności mitoksantronu. Ponownej oceny fenotypu komórek preselekcjonowanych dokonano po około 40 pasażach i 5 miesiącach przechowywania w temperaturze -80°C. Otrzymane wyniki wykazały znacznie obniżony potencjał inwazyjny komórek preselekcjonowanych w porównaniu z parametrami komórek zaraz po preselekcji. Uzyskane wyniki sugerują, że „szokowy” model preselekcji komórek nie jest optymalny dla izolacji komórek o zwiększonej lekooporności, gdyż faworyzować on może komórki wykazujące krótkotrwałą lekooporność, związaną np. z cytoprotekcyjną fazą cyklu komórkowego lub krótkotrwałymi zmianami epigenetycznymi. Istnieje jednak korelacja między tego typu zmianami, a potencjałem inwazyjnym komórek, która może wspomagać wydajność kaskady metastatycznej raka prostaty in vivo. Z kolei zmiany fenotypu komórek w czasie długotrwałej hodowli bezpośrednio pokazują mikroewolucję komórek raka prostaty in vitro.

Prostate cancer is usually diagnosed in men between seventy and eighty years of age. Initially applied hormonal therapy gives a short term improvement of the patient’s condition — in almost 70% of cases disease progression is observed even within two years after the onset of the treatment. Further treatment, based on chemotherapy (for example with the use of mitoxantrone) results in drug resistance of the cells. The complexity of the mechanisms involved in the development of drug resistance generates the need to formulate combined therapies. Fenofibrate, already used in treating diabetes, hiperlypidemia and cardiovascular diseases, is one of the compounds studied for its potential application in a combined therapy. The aim of this study was to verify the short- and long-term impact of the preselection of Du145 prostate cancer cells with fenofibrate (25 μM) or/and high doses of mitoxantrone (0.5-10 μM) on the invasive potential of preselected cells. As the result of the "shock” preselection of Du145 cells in the presence of mitoxantrone/fenofibrate, two subpopulations of Du145 cells have been isolated. Their phenotype was characterized by an relatively more efficient migration and proliferation activity under control conditions in comparison to wild-type Du145 cells. However, mitoxantrone and fenofibrate resistance has not been noticed. Cytoprotective effects of fenofibrate were observed in wild-type cells and preselected in the presence of mitoxantrone cells. Another assessment of the preselected cells' phenotype was done after approximately 40 passages and 5 months of storage in -80oC. The results showed that the invasive potential of the preselected cells was significantly lower in comparison to the cells immediately after the preselection. The results suggest that the "shock" preselection approach is not optimal for isolating drug resistant cells because it may favour the cells characterized by short-time drug resistance. Nevertheless, there is a correlation between such changes and cell invasive potential and it may increase the efficiency of metastatic cascade of prostate cancer in vivo. On the other hand, the modifications of cell phenotype during a long-term culture directly show a microevolution of prostate cancer cells in vitro and the effect of fenofibrate on its pattern.