J 2020

Lactic Acidosis Interferes With Toxicity of Perifosine to Colorectal Cancer Spheroids: Multimodal Imaging Analysis

PAVLATOVSKÁ, Barbora, Markéta MACHÁLKOVÁ, Petra BRISUDOVÁ, Adam PRUŠKA, Karel ŠTĚPKA et. al.

Základní údaje

Originální název

Lactic Acidosis Interferes With Toxicity of Perifosine to Colorectal Cancer Spheroids: Multimodal Imaging Analysis

Autoři

PAVLATOVSKÁ, Barbora (203 Česká republika, domácí), Markéta MACHÁLKOVÁ (203 Česká republika, domácí), Petra BRISUDOVÁ (703 Slovensko, domácí), Adam PRUŠKA, Karel ŠTĚPKA (203 Česká republika, domácí), Jan MICHÁLEK (203 Česká republika, domácí), Tereza NEČASOVÁ (203 Česká republika, domácí), Petr BENEŠ (203 Česká republika, domácí), Jan ŠMARDA (203 Česká republika, domácí), Jan PREISLER (203 Česká republika, domácí), Michal KOZUBEK (203 Česká republika, domácí) a Jarmila NAVRÁTILOVÁ (203 Česká republika, garant, domácí)

Vydání

Frontiers in Oncology, Lausanne, Frontiers Media S.A. 2020, 2234-943X

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10608 Biochemistry and molecular biology

Stát vydavatele

Švýcarsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 6.244

Kód RIV

RIV/00216224:14310/20:00117367

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

000599610600001

Klíčová slova anglicky

perifosine; Akt kinase; tumor environment; lactic acidosis; alkalization; signal co-registration; mass spectrometry imaging; colorectal cancer

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 14. 1. 2021 13:37, Mgr. Marie Šípková, DiS.

Anotace

V originále

Colorectal cancer (CRC) is a disease with constantly increasing incidence and highmortality. The treatment efficacy could be curtailed by drug resistance resulting from poordrug penetration into tumor tissue and the tumor-specific microenvironment, such ashypoxia and acidosis. Furthermore, CRC tumors can be exposed to different pHdepending on the position in the intestinal tract. CRC tumors often share upregulationof the Akt signaling pathway. In this study, we investigated the role of external pH in controlof cytotoxicity of perifosine, the Akt signaling pathway inhibitor, to CRC cells using 2D and3D tumor models. In 3D settings, we employed an innovative strategy for simultaneousdetection of spatial drug distribution and biological markers of proliferation/apoptosisusing a combination of mass spectrometry imaging and immunohistochemistry. In 3Dconditions, low and heterogeneous penetration of perifosine into the inner parts of thespheroids was observed. The depth of penetration depended on the treatment durationbut not on the external pH. However, pH alteration in the tumor microenvironment affectedthe distribution of proliferation- and apoptosis-specific markers in the perifosine-treatedspheroid. Accurate co-registration of perifosine distribution and biological response in thesame spheroid section revealed dynamic changes in apoptotic and proliferative markersoccurring not only in the perifosine-exposed cells, but also in the perifosine-free regions.Cytotoxicity of perifosine to both 2D and 3D cultures decreased in an acidic environmentbelow pH 6.7. External pH affects cytotoxicity of the other Akt inhibitor, MK-2206, in asimilar way. Our innovative approach for accurate determination of drug efficiency in 3Dtumor tissue revealed that cytotoxicity of Akt inhibitors to CRC cells is strongly dependenton pH of the tumor microenvironment. Therefore, the effect of pH should be consideredduring the design and pre-clinical/clinical testing of the Akt-targeted cancer therapy.

Návaznosti

EF16_013/0001775, projekt VaV
Název: Modernizace a podpora výzkumných aktivit národní infrastruktury pro biologické a medicínské zobrazování Czech-BioImaging
LM2018129, projekt VaV
Název: Národní infrastruktura pro biologické a medicínské zobrazování Czech-BioImaging
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, National research infrastructure for biological and medical imaging
LQ1601, projekt VaV
Název: CEITEC 2020 (Akronym: CEITEC2020)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CEITEC 2020
MUNI/A/1127/2019, interní kód MU
Název: Podpora výzkumné činnosti studentů molekulární biologie a genetiky 8 (Akronym: MBG 8)
Investor: Masarykova univerzita, Podpora výzkumné činnosti studentů molekulární biologie a genetiky 8, DO R. 2020_Kategorie A - Specifický výzkum - Studentské výzkumné projekty
MUNI/G/0974/2016, interní kód MU
Název: Optimalizace cílené terapie kolorektálního karcinomu ovlivňováním účinnosti penetrace a cytotoxicity regulátorů buněčných signalizací
Investor: Masarykova univerzita, Optimalizace cílené terapie kolorektálního karcinomu ovlivňováním účinnosti penetrace a cytotoxicity regulátorů buněčných signalizací, INTERDISCIPLINARY - Mezioborové výzkumné projekty