Zjawisko elektrotaksji oraz rola jonów wapnia w reakcji elektrotaktycznej komórek nowotworowych sublinii adherentnej szczurzego mięsakoraka Walker-256

Od przeszło stu lat wiadomo, że endogenne pola elektryczne (eEF) biorą udział w takich procesach, jak gojenie się ran, rozwój zarodkowy czy też – co szczególnie istotne w kontekście niniejszej pracy- w procesie metastazy nowotworowej. Pomimo zakrojonych na szeroką skalę badań, mechanizm elekrotaksji komórek pozostaje nadal słabo poznany. Niniejsza praca jest częścią projektu badawczego odnoszącego się do problemu różnicy w elektrotaktycznej ruchliwości komórek reprezentujących różne strategie ruchu – ze szczególnym uwzględnieniem strategii blebującej i lamellipodialnej. Praca przedstawia wyniki badań elektrotaksji dla sublinii komórek adherentnych mięsakoraka Walker carcinosarcoma.W pracy wykorzystano unikalny model eksperymentalny, który pozwolił na zbadanie ruchów elektrotaktycznych komórek tego samego pochodzenia, ale reprezentujących różne strategie migracyjne. Poprzez selekcję epigenetyczną uzyskano dwie sublinie komórek Walker carcinosarcoma: słabo-adherentne, spontanicznie tworzące pęcherzyki (blebujące) i silnie adherentne, tworzące lamellipodia komórki szczurzego mięsakoraka Walker carcinosarcoma WC256. [Sroka J. et al., 2002]W pracy określono wpływ inhibitorów szlaków przesyłania sygnału regulujących procesy migracyjne oraz rolę wewnątrzkomórkowych jonów wapnia Ca2+, w elektrotaksji sublinii komórek WC256 tworzącej lamellipodia. Stwierdzono, że badana sublinia wykazuje migrację w kierunku katody (reakcja kierunkowa), w fizjologicznym zakresie pola elektrycznego (EF ~3V/cm). Ponadto, kierunkowość ruchu komórek była całkowicie odwracalna po odwróceniu biegunowości pola. Co ciekawe, usuwanie zewnątrzkomórkowego wapnia nie wpływało na ruchliwość komórek. Nie odnotowano także całkowitego zniesienia kierunkowości migracji komórek lamellipodialnych. Farmakologiczne hamowanie zależnej od jonów wapniowych kinazy łańcucha lekkiego miozyny (MLCK) ML-7 nie spowodowało zmniejszenia elektrotaksji komórek lamellipodialnych. Również inhibitor ROCK nie wpłynął na elektrotaksję tych komórek. [Sroka J. et al., 2016]Podsumowując, uzyskane wyniki pokazują, że komórki sublinii adherentnej WC256 mogą skutecznie wykazywać zachowania elektrotaktyczne w sposób niezależny od jonów wapnia Ca2+.

For over a hundred years, it is known that the endogenous electric fields (eEF) take a major share in processes like wound healing, embryonic development and – what is the most important in the context of this work – cancer metastasis. Despite on extensive research, the mechanism of cell electrotaxis is poorly understood.This work is a part of the project addressing the question on the difference in electrotactic motility of cells representing various strategies of cell movement - specifically blebbing vs lamellipodial migration. My work presents the results of the investigation of electrotaxis of lamellipodial subline of Walker carcinosarcoma cells.The unique experimental model was used, which allows us to investigate the electrotactic movement of cells of the same origin but representing different modes of cell migration. By epigenetic selection, two sublines of Walker carcinosarcoma cells were obtained: semi-adherent, spontaneously blebbing and strongly adherent, lamellipodia forming rat Walker carcinosarcoma WC256 cells. [Sroka J. et al., 2002]The distinct effects of inhibitors of signaling pathways and intracellular Ca2+ on electrotaxis of WC256 sublines forming different types of cell protrusions were investigated. It was found that examined subline shows cathodal migration in a physiological EF (3 V/cm). Furthermore, the directionality of cell movement was completely reversible upon reversing the field polarity. Interestingly, removing of extracellular Ca2+ did not affect the motility of cells. The directionality of movement of lamellipodial cells was not completely suppresed. Pharmacological inhibition of Ca2+ -dependent myosin light chain kinase (MLCK) by ML-7 resulted in lack of reduction of electrotaxis of lamellipodial cells. The inhibitor of ROCK also did not affect electrotaxis. [Sroka J. et al., 2016]In summary, the results reveal that lamellipodial WC256 cells can efficiently react for the EFs, and cells of that subline do not drive this process by a calcium-dependent way.