The role of Snail-1 and Cx43 in the regulation of glioblastoma multiforme cells resistance to temozolomide therapy

Oporność komórek nowotworowych na dotychczas stosowaną terapię stanowi główną przyczynę niepowodzeń w walce z glejakiem wielopostaciowym (GBM). Obecnie terapia pacjentów ze zdiagnozowanym GBM oparta jest o związek alkilujący-temozolomid (TMZ). Wiadomo, że zarówno zjawisko heterogenności fenotypowej komórek jak i proces podobny do przejścia epitelialno-mezenchymalnego (EMT) typu III mają wpływ na wykształcenie oporności komórek na leczenie TMZ. Ważnym białkiem biorącym udział w regulacji procesu EMT jest czynnik transkrypcyjny Snail-1, którego rolą jest hamowanie ekspresji genów związanych z fenotypem epitelialnym. Funkcje jak również poziom Snail-1 może regulować białko Cx43 co wskazuje na zaangażowanie tego białka w proces EMT. Celem niniejszej pracy było określenie powiązań między funkcjami białek Snail-1 i Cx43 a opornością komórek glejaka wielopostaciowego na terapię temozolomidem. Przeprowadzone analizy wskazują na cytotoksyczne działanie TMZ względem komórek glejaka wielopostaciowego. Jednocześnie komórki GBM wykształcają oporność na stosowany cytostatyk. Ponadto, wyniki analiz morfologii komórek, ich ruchliwości oraz potencjału transmigracyjnego jednoznacznie wskazują na zmianę fenotypu komórek w kierunku mezenchymalnym. Dodatkowe analizy pod kątem poziomu białek Snail-1 i Cx43 w komórkach GBM pokazały, iż temozolomid wpływa na podniesienie poziomu obu białek. Wnioskować więc można, że temozolomid może promować przejście podobne do EMT typu III podczas, którego komórki nabywają bardziej inwazyjny fenotyp. Uzyskane wyniki potwierdzają zaangażowanie procesu przejścia epitelialno-mezenchymalnego w zjawisko oporności komórek glejaka wielopostaciowego na obecnie stosowaną terapię temozolomidem. Głębsze poznanie oraz zrozumienie procesów wpływających na oporność komórek nowotworowych umożliwi opracowanie nowych efektywniejszych strategii terapeutycznych.

Cancer cell resistance to the previously used therapy is the main reason for failure to combat glioblastoma multiforme (GBM). The current therapy for patients with GBM is based on alkylating agent­ temozolomide (TMZ). It is known that both phenotypic heterogeneity of cells and a process similar to type III epithelial-mesenchymal transition (EMT) impact TMZ resistance development in cells. Transcription factor Snail-1 is an important protein taking part in regulation of EMT process and is responsible for regulation of gene expression related to epithelial phenotype. Functions and level of Snail-1 can be regulated by Cx43 protein which suggests that the protein take part in EMT process. The aim of the study was to determine the link between functions of Snail-1 and Cx43 and temozolomide resistance in glioblastoma multiforme cells. The analyses conducted show cytotoxic activity of TMZ against glioblastoma multiforme cells. At the same time, GBM cells develop resistance to the cytostatic agent used. Moreover, results of analyses of cell morphology, cell motility and potential for transmigration indicate a clear change in phenotypes of cells into a mesenchymal phenotype. Additional analyses for level of Snail-1 and Cx43 in GBM cells showed that temozolomide increases the level of both the proteins. Therefore, it can be concluded that temozolomide may stimulate a transition similar to type III EMT during which cells acquire the more invasive phenotype.