Expression and activity of aldehyde dehydrogenase enzymes (ALDH) in microvesicles isolated from colorectal carcinoma lines

Dehydrogenazy aldehydowe (ALDH) to grupa wewnątrzkomórkowych enzymów, których główną funkcją jest detoksykacja aldehydów do kwasów karboksylowych w reakcji utleniania. Enzymy te pełnią istotną rolę w procesach proliferacji, różnicowania oraz w utrzymaniu stanu homeostazy komórkowej. Ich podwyższoną aktywność wykazują komórki macierzyste. Obecność aktywnej formy ALDH została również potwierdzona w wielu guzach litych, co zwykle korelowało ze złym rokowaniem klinicznym. Komórki nowotworowe są zdolne do manipulacji mikrośrodowiskiem guza, m. in. poprzez wydzielane mikrofragmenty błonowe, tzw. onkosomy (ang. tumor-derived microvesicles, TMV). TMV są fragmentami błony komórki nowotworowej, uwalnianymi podczas procesów proliferacji, migracji, aktywacji oraz apoptozy. Wykazano, iż obecność TMV w węzłach chłonnych umożliwia tworzenie się niszy sprzyjających powstawaniu nowych ognisk nowotworowych. Ponadto udowodniono, iż TMV przenoszą antygeny guzów litych, w związku, z czym mogą być wykorzystywane do prezentacji antygenów nowotworowych przez komórki dendrytyczne. Celem niniejszych badań było wykazanie obecności oraz ocena aktywności ALDH - jako potencjalnego markera komórek nowotworowych - w mikrofragmentach izolowanych z następujących linii raka jelita grubego: HCT116, HT29, LOVO, SW480 oraz SW620. Obecność ALDH w komórkach linii oraz mikrofragmentach sprawdzano metodą Western blot, natomiast ich aktywność analizowano za pomocą cytofluorymetrii przepływowej z wykorzystaniem zestawu ALDEFLUOR. Wszystkie badane linie wykazały znaczącą ekspresję oraz aktywność enzymatyczną ALDH, jednakże w mikrofragmentach nie wykazano aktywności ALDH, nawet, gdy białko to wykryto za pomocą analizy Western blot. Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, iż mikrofragmenty mogą być źródłem antygenów nowotworowych takich jak ALDH, użytecznych jako biomarkery przerzutujących komórek nowotworowych.

Aldehyde dehydrogenases (ALDH) are a family of intracellular enzymes, which play a role in detoxification of aldehydes by oxidizing to carboxylic acids. These enzymes play an important role in proliferation, differentiation and maintain cell homeostasis. Stem cells demonstrate increased activity of ALDH. Presence of activated ALDH has been confirmed also in many solid tumors and correlates with poor clinical prognosis.Tumor cells are able to manipulate their microenvironment by tumor-derived microvesicles (TMV). TMV is a cancer cell membrane fragments, released during the processes of cell proliferation, migration and activation of apoptosis. According to recent reports, pre-metastatic niche can be formed in regional lymph nodes through the local actions of TMV. It has also been shown that microvesicles secreted by tumor cells carry antigens from the secreting tumors and can be captured and used to present tumor antigens by dendritic cells. The aim of the study was to demonstrate presence and activity of ALDH - as a potential marker of cancer cells- in microvesicles isolated from colorectal carcinoma lines: HCT116, HT29, LOVO, SW480 and SW620. To verify the presence of ALDH in cells and microvesicles, Western blot method was used. The activity of ALDH was analyzed by flow cytometry using ALDEFLUOR test. All analyzed cell lines demonstrated significant expression and enzymatic activity of ALDH, however in microvesicles no ALDH activity was detected, even if ALDH protein was detected by Western blot analysis. The results of this studies indicate that microvesicles can be a source of tumor antigens, such as ALDH, useful as biomarkers of metastatic tumor cells.