The effect of physicochemical properties of substratum on the invasive potential of Du145 cells propagated from drug-resistant CD44+ cells

Teoria zakładająca rolę komórek macierzystych w inicjacji i progresji nowotworów budzi wciąż wiele kontrowersji. Jednak istnieje coraz więcej dowodów potwierdzających udział tych komórek w rozwoju raka prostaty. Z drugiej strony zaangażowanie rakowych komórek macierzystych w rozwój nowych scenariuszy mikroewolucji nowotworu prostaty, w inwazję nowotworową i tworzenie przerzutów jest ciągle słabo poznane. Jednym z powodów jest brak odpowiednich modeli doświadczalnych umożliwiających badanie tych procesów. W pracy przedstawiono podejście badawcze oparte na ciągłym monitoringu zachowania komórek nowotworowych wysianych na podłoża pokryte warstwą Matrigel’u. Model ten wykorzystano do analiz zachowań trzech inwazyjnych wariantów komórek raka prostaty DU145 różniących się opornością na docetaksel, które zostały wyprowadzone z komórek DU145 wykazujących ekspresję markera komórek macierzystych (CD44+). Komórki hodowane na warstwie Matrigel’u tworzyły charakterystyczne agregaty komórkowe, których sposoby tworzenia różniły się między badanymi liniami. Wykazano, że Matrigel promuje kolektywny ruch komórek oraz zaobserwowano, że lekooporność komórek koreluje z ich zdolnością do naciekania warstwy Matrigel’u. Wyniki te sugerują, że zaproponowane podejście badawcze może znaleźć zastosowanie w badaniach czynników zaangażowanych w rozwój scenariuszy mikroewolucyjnych, które przekładają się na rożne warianty wczesnej morfogenezy pierwotnych i wtórnych guzów prostaty w zależności od lekooporności budujących je komórek.

Cancer stem cell concept still remains controversial. However, numerous evidence confirms the participation of cancer stem cells in the development of prostate cancer. On the other hand, their involvement in the formation of new microevolutionary scenarios, in prostate cancer invasion and metastatic cascade is still poorly understood. This is predominantly due to the lack of appropriate experimental models. Here, a research approach has been proposed based on the continuous monitoring of prostate cancer cell behavior on Matrigel-coated substrata. This model was used to analyze the social behavior of prostate cancer DU145 cells that differed in docetaxel-resistance and were derived from a stem-like (CD44+) cells. When cultured on Matrigel layers, these cells formed characteristic aggregates, however the differences were observed in the pattern of their formation between wildtype and DCX-resistant variants. Matrigel enhanced the collective movement of the cells and the correlation was observed between their drug resistance and the invasiveness. Collectively, these data show that the proposed experimental model can be used for studying the factors involved in the development of alternative microevolutionary scenarios, which result in alternative variants of early morphogenesis of primary and secondary prostate tumors in relation to the drug resistance of the cells.