Fiziskās aktivitātes laikā veidojušos ekstracelulāro vezikulu ietekme uz krūts vēža šūnu transkriptomu

Abstract

Epidemioloģiskie pētījumi ir parādījuši, ka regulāra fiziskā aktivitāte ievērojami samazina risku saslimt ar krūts vēzi, kā arī uzlabo terapijas efektivitāti un samazina recidīvu risku. Tomēr molekulārie mehānismi, kas ir šo efektu pamatā, līdz šim ir neskaidri. Ir zināms, ka fiziskas slodzes laikā cilvēku asinsritē palielinās ekstracelulāro vezikulu (EV) koncentrācija, taču to ietekme uz audzējiem līdz šim nav pētīta. Šī darba mērķis bija noskaidrot, kā EV, kas veidojušās fiziskas aktivitātes laikā, ietekmē vēža šūnu gēnu ekspresijas profilu. Pētījumā tika iesaistītas 7 sievietes, kas regulāri nodarbojas ar skriešanu un kā kontroles grupa – 6 sievietes ar fiziski mazaktīvu dzīvesveidu. EVs tika izolētas no asins paraugiem, kas paņemti pirms un pēc fiziskas slodzes, ar tām apstrādātas MCF7 krūts vēža šūnas un veikta to transkriptoma sekvenēšana. Salīdzinot gēnu ekspresijas profilus šūnās, kas apstrādātas ar skrējēju pirms- un pēc-slodzes EVs, netika atrastas būtiskas atšķirības, savukārt, salīdzinot gēnu ekspresijas profilus šūnās, kas apstrādātas ar skrējēju vs kontroles grupas EVs, tika atrasti 32 diferenciāli ekspresēti gēni. Starp tiem bija gēni, kas iesaistīti oksidatīvajā fosforilācijā un mitohondriju darbībā, proteīnu proteasomālajā degradācijā un pēc-translācijas modificēšanā. Tas parāda, ka fiziski aktīvu un mazaktīvu sieviešu EVs atšķirīgā veidā ietekmē krūts vēža šūnu metabolismu.

Increasing epidemiological evidence suggests that regular physical exercise reduces the risk of breast cancer and also improves treatment efficacy, disease outcome and quality of life in cancer patients. However, molecular mechanisms underlying these effects are poorly understood. During exercise, extracellular vesicles (EVs) are actively released into circulation, however, the ways how they affect the growth of cancer have not been studied so far. The aim of this study was to gain an insight into the effects of exercise-induced EVs on the gene expression profile of breast cancer cells. Seven female endurance runners and 6 controls with sedentary lifestyle were enrolled in the study. EVs were isolated from the blood samples collected before and after the exercise. MCF7 breast cancer cells were treated with the EV preps and subjected to full transcriptome sequencing. Comparison of gene expression profiles of the cells treated with pre-run vs post-run EVs did not reveal any differentially expressed genes. Whereas comparison of gene expression profiles in the cells treated with pre-run EVs from the runners vs controls, revealed 32 differentially expressed genes. Among them were genes involved in the oxidative phosphorylation and mitochondrial function, proteasomal degradation and post-translational modification of proteins. These data suggest that EVs from physically active females affect the metabolism of breast cancer cells in a different way than EVs from females with sedentary lifestyle.