Activity of selected lysosomal enzymes in normal and cancerous thyroid cells

Tarczyca jest ludzkim gruczołem wydzielania wewnętrznego, a uwalnianymi z niej hormonami są: tyroksyna oraz trójjodotyronina, które w fizjologicznych warunkach odpowiadają za utrzymanie homeostazy licznych przemian metabolicznych, oraz kalcytonina odpowiedzialna za utrzymanie prawidłowej gospodarki wapniowo-fosforanowej. Zachorowalność na raki tarczycy nie jest zbyt powszechna, niemniej ostatnie dekady cechuje znaczący wzrost chorób nowotworowych tego narządu. Spośród znanych nowotworów gruczołu tarczowego najrzadszym, ale i najbardziej złośliwym jest anaplastyczny rak tarczycy. Wciąż poszukuje się dobrego markera, pozwalającego na postawienie odpowiednio wcześnie prawidłowej diagnozy, a następnie zastosowanie właściwego leczenia, aby przedłużyć przeżywalność pacjentów. Celem badań było sprawdzenie, czy i który spośród wybranych enzymów lizosomalnych mógłby być wdrożony w diagnostyce anaplastycznego raka tarczycy. Wykorzystując lizaty komórkowe, pochodzące z dwóch linii komórkowych: ludzkiej linii prawidłowych komórek nabłonka pęcherzykowego tarczycy Nthy-ori 3-1 (ang. human thyroid follicular cells) oraz ludzkiej linii nowotworowych komórek anaplastycznych tarczycy 8305C (ang. anaplastic thyroid carcinoma), dokonano pomiaru aktywności właściwej sześciu hydrolaz: α-L-fukozydazy, α-mannozydazy, β-galaktozydazy, β-glukuronidazy, β-heksozaminidazy oraz kwaśnej fosfatazy. Wartości aktywności właściwej (pkatale/mg) wyznaczono kolorymetrycznie, a analiza wyników została przeprowadzona w programie StatSoft Statistica®. Komórki obu linii wykazywały aktywność wszystkich badanych egzoglikozydaz lizosomalnych; jednakże najwyższe wartości aktywności właściwej stwierdzono dla β-heksozaminidazy, a najniższe dla β-galaktozydazy (zarówno dla linii Nthy-ori 3-1, jak i 8305C). W komórkach nowotworowych aktywność właściwa β-galaktozydazy i kwaśnej fosfatazy malała, a α-mannozydazy rosła. Konieczne są dalsze badania z wykorzystaniem materiału (surowicy bądź osocza) pochodzącego od pacjentów z anaplastycznym rakiem tarczycy, aby można było wnioskować o możliwości wykorzystania enzymów lizosomowych do celów diagnostycznych.

The thyroid gland is the human endocrine gland. It means that thanks to its secretory nature, it produces three hormones: thyroxin and triiodothyronine, which (under physiological conditions) are responsible for maintaining homeostasis of numerous metabolic transformations; as well as the proper calcium-phosphate metabolism is the main task of calcitonin. Although the incidence of thyroid cancer is not the most common, the last decades have been characterized by a significant increase in this kind of diseases of this organ. Nowadays some tumours of the thyroid gland are known; in fact the rarest, but also the most malignant is anaplastic thyroid carcinoma. Many researchers and diagnosticians are looking for a good marker which will allow to make a precise diagnosis in the right time and then which will help to apply the appropriate treatment in order to extend the prognosis of patients. The aim of the research was to examine whether and which one of the selected lysosomal enzymes could be implemented in the diagnosis of the anaplastic thyroid carcinoma. The specific activity of six hydrolases: α-L-fucosidase, α-mannosidase, β-galactosidase, β-glucuronidase, β-hexosaminidase and acid phosphatase was estimated thanks to two cell lines: human thyroid follicular cells Nthy-ori 3-1 and anaplastic thyroid carcinoma 8305C. The value of the activity in pkatals/mg was possible to estimate by the spectrophotometric method, and the analysis of the results was carried out in the StatSoft Statistica® programme. Cells of both lines showed activity of each of tested lysosomal exoglycosidases; however, the highest values of the specific activity were found for β-hexosaminidase and the lowest for β-galactosidase (both for the Nthy-ori 3-1 and 8305C lines). In cancer cells the specific activity of two enzymes – β-galactosidase and acid phosphatase – decreased and the other one – α-mannosidase – increased. Further research using material (serum or plasma) from patients with anaplastic thyroid carcinoma is necessary in order to evaluate the possibility of using lysosome enzymes for diagnostic purposes.