Impact of activated Wnt pathway to breast cancer cell viability

Viena iš aktualiausių šiandienos sveikatos problemų, keliančių grėsmę žmonių sveikatai – navikiniai susirgimai, kurie laikomi didžiausią mirtingumą sukelianti liga besivystančiame pasaulyje. Vienas iš trijų žmonių savo gyvenime susiduria su šia liga (Chakraborty ir Rahman, 2012). Kiekvienas metais navikiniai susirgimai yra diagnozuojami dešimtims milijonų žmonių ir daugiau nei pusė iš jų miršta (Ma ir Yu, 2006). Šiuo metu dauguma egzistuojančių gydymo būdų nėra pakankamai veiksmingi, kad pilnai apsaugotų nuo šios ligos. Atsižvelgiant į šią svarbią problemą savo darbe nagrinėjame vieną svarbiausių navikinėse ląstelėse funkcionuojančių kelių– kanoninį Wnt kelią. Darbo tikslas nustatyti aktyvinto Wnt kelio įtaką krūties navikinių ląstelių gyvybingumui. Tam, kad nustatyti krūties navikinių ląstelių gyvybingumą, esant suaktyvintam Wnt keliui, buvo atlikti tyrimai naudojant šiuos metodus: ląstelių auginimas silpno sukibimo sąlygomis, fluorimetrinė analizė, tekmės citometrija, baltymų imunoblotingas bei fluorescencinė mikroskopija. Tyrimo metu nustatyta, kad naudotas 1,6 μM koncentracijos CHIR 99021– Wnt kelio aktyviklis sukėlė teigiama poveikį ląstelių proliferacijai įprastomis ir silpno sukibimo sąlygomis BC4 ląstelėse. Tuo tarpu, ši junginio 8 μM koncentracija turėjo neigiamą poveikį BC4, BT474, MCF-7 ir ASM ląstelių proliferacijai ir mitochondrijų membranos potencialui skirtingomis mitybinėmis sąlygomis. Trumpalaikis Wnt kelio aktyviklio poveikis (8 μM, 4 μM ir 1 μM) nulėmė mitochondrijų membranos depoliarizacijos sumažėjimą BT474 ląstelėse, bet paskatino depoliarizacijos efektą BC4 ląstelėse po 4 val. poveikio. Be to, šiame darbe buvo nustatytas CHIR 99021 poveikis β-katenino raiškai. Baltymo kiekis padidėjo citoplazminėje (nuo 10 % iki 11 kartų) ir branduolinėje frakcijoje (nuo 50 % iki 5 kartų). Silpniausias CHIR 99021 poveikis β-katenino raiškai pastebėtas MCF-7 ląstelėse. Šis Wnt kelio aktyviklis po 24 val. poveikio sukėlė ankstyvąją apoptozę BC4 ląstelėse. Taigi, mažesnė CHIR 99021 koncentracija gali turėti teigiamą poveikį ląstelių proliferacijai, tačiau didesnė šio junginio koncentracija sukelia ląstelių mitochondrijų membranos depoliarizaciją, sumažėjusią proliferaciją bei ankstyvąją ląstelių apoptozę. β-katenino kiekio padidėjimas rodo CHIR 99021 sukeltą Wnt kelio aktyvaciją.Nowadays cancer is one of the most deadly disease in the developed world and one out of three people faces cancer during their life time. Every year millions of people all over the world are diagnosed with this disease and more than half of them do not survive. Until now none of the existing treatment methods are effective enough to prove full protection from cancer disease. In our study we are investigating one of the most important pathways in cancer tumor cells – canonical Wnt pathway. The aim of our study is to determine the effect of activated canonical Wnt pathway on the viability of breast tumor cells. In order to determine the viability of breast tumor cells in activated Wnt pathway, the following methods were used: cell growth under weak adhesion conditions, fluorimetric analysis, cytometry, protein immunoblotting and fluorescence microscopy. The study found that the 1,6 μM concentrations of CHIR 99021-Wnt pathway activator had a positive effect on cell proliferation in normal and weak adhesion with surface conditions in BC4 cells. Meanwhile, 8 μM concentration of the compound had negative effect on the proliferation and mitochondrial membrane potential to BC4, BT474, MCF-7 and ASM cells, under different nutritional conditions. The short-term effects of Wnt pathway activator (8 μM, 4 μM and 1 μM) resulted in a decrease in the mitochondrial membrane depolarization in BT474 cells, but induced a depolarization effect in BC4 cells after 4 hours effects. In addition, the effect of CHIR 99021 on β-catenin expression was determined in this work. The amount of protein increased in cytoplasmic (from 10% to 11 times) and in the nuclear fraction (from 50% to 5 times). The weakest impact of CHIR 99021 on β-catenin expression was observed in MCF-7 cells. Wnt pathway activator, after 24 hours effect, inducing early stage apoptosis in BC4 cells. Thus, a lower concentration of CHIR 99021 may have a positive effect on cell proliferation, but a higher concentration of this compound induces depolarization of cell mitochondrial membrane, decreases proliferation, and causes early stage cell apoptosis. Higher levels of β-catenin indicate the activation of Wnt pathway induced by CHIR 99021