Abstract
A
3 adenosin reseptorer (ARS) spiller en sentral rolle i utviklingen av kreft, og deres aktivering er involvert i hemming av tumorvekst. Effektene av pulserende elektromagnetiske felt (PEMFs) på kreft har vært kontroversielt diskutert og detaljerte mekanismer er ennå ikke fullt ut forstått. I det siste har vi vist at PEMFs økt A
2A og A
3AR tetthet og funksjonalitet i menneskelige nøytrofile, menneskelige og storfe synoviocytter og storfe chondrocytes. I de samme cellene økte PEMF eksponering av anti-inflammatorisk effekt mediert av A
2A og /eller A
3aRS. Hovedmålet med denne studien var å vurdere om PEMF eksponering forsterket anti-tumor effekt av A
3aRS i PC12 rotte adrenal feokromocytom og U87MG menneskelig glioblastoma cellelinjer i forhold til rotte kortikale nevroner. Metningsbindingsanalyser og mRNA-analyse viste at PEMF eksponering oppregulert A
2A og A
3aRS som er godt koblet til adenylatcyclase aktivitet og cAMP produksjon. Aktiveringen av A
2A og A
3aRS resulterte i reduksjon av nukleær faktor-kappa B (NF-kB) nivåer i tumorceller, mens bare A
er 3aRS involvert i økningen av p53-ekspresjon. Et
3AR stimulering mediert en inhibering av tumorcellevekst vurdert ved tymidininkorporering. En økning av cytotoksisitet av laktatdehydrogenase (LDH) frigivelse og apoptose av caspase-3-aktivering i PC12 og U87MG-celler, men ikke i kortikale neuroner, ble observert etter A
3AR aktivering. Effekten av A
3AR agonist i tumorceller ble forbedret i nærvær av PEMFs og blokkeres ved hjelp av en kjent selektiv antagonist. Sammen disse resultatene viste at PEMF eksponering øker anti-tumor effekt modulert av A
3aRS betydelig
Citation. Vincenzi F, Targa M, Corciulo C, Gessi S, Merighi S, Setti S, et al . (2012) The Anti-tumor effekt av A
3 adenosinreseptorer forsterkes av Pulsed elektromagnetiske felt i Cultured Neural kreftceller. PLoS ONE 7 (6): e39317. doi: 10,1371 /journal.pone.0039317
Redaktør: Ming Tan, University of South Alabama, USA
mottatt: 29 mars 2012; Godkjent: 23 mai 2012; Publisert: 25 juni 2012
Copyright: © 2012 Vincenzi et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Forfatterne har ingen støtte eller finansiering for å rapportere
Konkurrerende interesser:. forfatterne har lest journalen politikk og har følgende konflikter. SS er en ansatt og Ruggero Cadossi er president og vitenskapelig direktør IGEA (Carpi, Italia) som ga PEMF generator system. Dette endrer ikke forfatternes tilslutning til alle PLoS ONE politikk på deling av data og materialer.
Innledning
Økende bevis viser at adenosin påvirker mange patofysiologiske prosesser, inkludert regulering av celledød og spredning [1], [2]. Adenosin samhandler med fire G-protein koblede reseptorer navngitt som A
1, A
2A, A
2B og A
3 adenosin reseptorer (ARS). A
1 og A
3aRS inhibere adenylatsyklase-aktivitet og reduserer cAMP-produksjon mens A
2A og A
2BARs utøve en økning av cAMP-akkumulering [3]. A
3aRS har vært involvert i regulering av cellesyklus og både pro- og antiapoptotic effekter er nært forbundet med nivået på reseptor aktivering [4]. Et
3aRS er involvert i moduleringen av mitogen-aktivert proteinkinase (MAPK) aktivitet og i reguleringen av ekstracellulære signalregulerte kinaser (ERK1 /2) [5]. Det har blitt akseptert at A
3aRS er sterkt uttrykt i tumorceller som viser en viktig rolle i utvikling av kreft [6] – [10]. Svulsten hemming av cellevekst ble funnet i forskjellige modeller som rotte Nb2-11C og mus Yac-en lymfom, B16-B10 melanom, MCA sarkom, PC3 prostata carcinom, MIA-Paca bukspyttkjertelkreft, Hep-3B leverkreft og HCT-116 colon carcinoma celler [11] – [14]. Fra den cellulære synspunkt, A
3AR agonist 2-klor-
N
6- (3-jodbenzyl) adenosin-5 «-
N
metyl- uronamide (Cl-IB-MECA) inhiberte tumorvekst via de-regulering av NF-kB signaltransduksjonsveier, noe som resulterer i apoptose av tumorceller [10]. Farmakologiske studier viste at a
3aR agonister hemmet veksten av melanomceller, fremmet spredning av benmargceller, redusert cellelevedyktighet i humane brystcancerceller og indusert arrest av cellesyklusutvikling i humane lungekreftceller [15], [ ,,,0],16]. Videre Cl-IB-MECA forbedret apoptose via modulering av nukleær faktor-kappa B (NF-kB) signalveien i skjoldbruskkjertelen kreftceller og redusert evne til prostata kreft celler til å migrere
in vitro Hotell og metastaserer
in vivo product: [17], [18]. I tillegg prekliniske og fase I studier viste at A
3aR agonister er trygt og godt tolerert hos mennesker og dermed kan vurderes mulige terapeutiske midler for visse kreftsykdommer [5].
Stor forskningsaktivitet har hevet rundt mekanismene for interaksjon mellom lavfrekvente magnetiske felt og biologiske systemer [19]. Forskjellige fysiologiske systemer synes å være påvirket av elektromagnetiske felt (EMF) eksponering som åpenbart fra
in vitro
eksperimenter i ulike celler eller vev [20] – [25]. Nylig er det blitt rapportert en sammenheng mellom EMF-eksponering og neurodegenerative sykdommer som Alzheimers sykdom eller Parkinsons sykdom [26] – [28]. I tillegg pulserende elektromagnetiske felt (PEMFs) terapi betydelig redusert postoperativ smerte og narkotiske bruk i umiddelbar postoperativ periode av en mekanisme som involverer endogen interleukin-1β (IL-1β) i såret sengen [29]. Mens noen forskere assosierer EMF-eksponering med karsinogenese [30], [31], har andre studier av eksperimentelle modeller og humane kreftformer vist at EMF ikke øker risikoen for flere krefttyper, og at behandling med tumorspesifikke frekvenser er mulig og godt tolereres og kan ha biologisk effekt hos pasienter med avanserte tumorer [32] – [34]. Videre eksponering av hunn C3H /HeJ-mus med brystadenokarsinom til en frekvens på 120 Hz ved intensiteter av 4 og 5 mT resulterte i en signifikant reduksjon i tumorvekst, som er et fenomen knyttet til angiogenese-inhibering [35]. Eksponering av hunn atymiske nakne mus med humane brystcancer xenografter til en frekvens på 120 Hz med en intensitet på 15 mT, enten alene eller i kombinasjon med gammastråling, resulterte i redusert vekst og redusert vaskularisering av tumorer [36]. Tilsvarende effekt på 50 Hz ved 0,5 jjT og 0,5 mT på utvikling av kjemisk induserte foci i rottelever viste en svak inhibering av dannelsen [37]. I en nylig arbeid, anvendelse av EMF inhiberer preneoplastiske lesjoner kjemisk indusert i rotteleveren gjennom reduksjon av celleproliferasjon, uten å endre den apoptose prosessen [38]. Nye funn har viser at magnetfeltet kombinert med X-Ray megle en overlevelse forbedring og svulst hemming i lever-implantert mus [39]. I multiresistens (MDR) osteosarcom-cellelinje, PEMFs øket doxorubicin bindingsevnen til DNA og hemmet cellevekst, noe som tyder på at PEMFs kan være nyttig som en lokal behandling av MDR osteosarkom [40].
i denne studien vi undersøkt om PEMFs modulere ekspresjon og virkningen av A
3aRS i forskjellige celler representert ved rotte-binyre-feokromocytom PC12-celler (humane) og glioblastoma cellelinjer (U87MG) i sammenligning med rotte kortikale nevroner. Ved hjelp av disse cellemodeller markert vi virkningen av PEMFs på A
3AR stimulering i NF-kB og p53-aktivering, celleproliferasjon, cytotoksisitet og apoptose. Disse resultater indikerer muligheten for at det anti-tumor effekt mediert av A
3aRS kan forsterkes av en ikke-invasiv stimulus representert ved PEMFs.
Resultatene
PEMFs oppregulert A
2A og A
3AR tetthet og Expression
det første målet for denne studien var å verifisere om tilhørighet og tetthet av A
1, A
2A, A
2B og A
3aRS ble påvirket av PEMFs i rotte kortikale nevroner, PC 12 og U87MG celler. Spesielt Tabell 1 rapporterer affinitet (K
D) og tetthet (Bmax) -verdier for ARS i membraner eller intakte celler avledet fra rotte kortikale nevroner, U87MG-celler og ubehandlede eller NGF-behandlede PC12-celler i fravær og i tilstedeværelsen av PEMFs på 1,5 mT. Affinity verdier av ARS ble ikke påvirket av PEMF behandling i cellene undersøkt mens A
2A og A
3AR tetthet ble betydelig økt.
PEMF behandling av primær kultur av rotte kortikale nevroner på 1,5 mT induserte en oppregulering av A
2AAR tetthet når det gjelder å kontrollere forholdene i både fremstilling som for eksempel membraner eller intakte celler (tabell 1). Eksponeringen med PEMFs av ubehandlede eller NGF-behandlede PC12-celler indusert en oppregulering av A
2AAR tetthet med en 2,20 eller 2,10 gangers økning i forhold til kontrollene i membranpreparat, respektivt. A
2AAR oppregulering var også tydelig på membraner fra U87MG cellene der bmax verdier økte fra 91 ± 9 (kontroll tilstand) til 207 ± 19 (PEMFs behandling) fmol /mg protein. Lignende resultater på A
2AAR oppregulering ble også oppnådd utfører metnings bindende eksperimenter med intakte celler (tabell 1).
PEMF behandling indusert en oppregulering av A
3aRS av 2,11 eller 2,32 ganger høyere på rotte kortikale nevroner og på U87MG celler respektere å kontrollere tilstanden i membranpreparat, henholdsvis (tabell 1). Lignende effekter ble oppnådd utsette ubehandlede eller NGF-behandlede PC12-celler med PEMFs på 1,5 mT. A
3AR bmax verdier økte fra 94 ± 9 (kontroll tilstand) til 215 ± 20 (PEMF behandling) fmol /mg protein i membranen fra ubehandlede PC12 celler. I membranpreparat fra NGF-behandlede PC12-celler A
3AR tetthet øket fra 102 ± 9 (kontroll tilstand) til 222 ± 21 (PEMFs behandling) fmol /mg protein. Tilsvarende A
3AR oppregulering ble også observert å utføre metningsbindingsforsøk med intakte celler (tabell 1).
Figur 1 viser de relative mRNA-ekspresjonen av A
1, A
2A, A
2B og A
3aRS i rotte kortikale nevroner, ubehandlede eller NGF-behandlede PC12-celler og U87MG-celler i fravær og i nærvær av PEMFs. Interessant A
2A og A
3AR mRNA-nivåene var oppregulert etter PEMF behandling bekreftet økningen av tettheten som finnes i metningsbindingsforsøk (tabell 1).
Relative mRNA-ekspresjon av A
1, A
2A, A
2B og A
3aRS i rotte kortikale nevroner, ubehandlede eller NGF-behandlede PC12-celler og U87MG-celler i fravær eller i nærvær av PEMFs. Verdier er gjennomsnitt (n = 6) ± SEM.
A
2A og A
3AR Stimulering og PEMFs formidlet et betydelig Modulation i cAMP Produksjon
En
2AARs er koplet til stimulering av adenylatcyklase via Gs proteiner som formidler en økning av cAMP-produksjon. I rotte kortikale nevroner, U87MG-celler og ubehandlede eller NGF-behandlede PC12-celler, CGS 21680 på 100 nM konsentrasjon var i stand til å mediere en betydelig økning i cAMP-dannelse som forsterkes i cellene behandlet med PEMFs. I alle de eksperimentelle betingelser undersøkt, SCH 58261 på en pM-konsentrasjonen var i stand til å fullstendig blokkere virkningen av CGS 21680. Effekten av A
3AR agonist Cl-IB-MECA (100 nM) ble evaluert i nærvær av 1 uM forskolin og 0,5 mM Ro 20-1724. Denne eksperimentelle betingelse ble valgt for de lave basalnivåer (15-20 pmol cAMP per analyse) som hindrer evalueringen av en direkte inhibitorisk effekt. Cl-IB-MECA mediert en betydelig reduksjon av cAMP-produksjon, og denne virkning ble betydelig forsterket i cellene behandlet med PEMFs (Fig. 2). Videre, i alle cellene undersøkes, er tilstedeværelsen av MRS 1523 (1 pM) hemmet virkningen av Cl-IB-MECA som bekrefter involvering av A
3aRS i modulering av cAMP-produksjon.
Effekt av et velkjent A
2AAR agonist og antagonist (CGS 21680, 100 nM; SCH 58261, 1 uM) eller A
3AR agonist og antagonist (Cl-IB-MECA, 100 nM; MRS 1523, 1 pM) i rotte kortikale nevroner, ubehandlede eller NGF-behandlede PC12-celler og U87MG-celler i fravær eller i nærvær av PEMFs på cAMP-produksjon. Verdier er gjennomsnitt (n = 6) ± SEM.
A
2A og A
3AR Stimulering mediert en signifikant hemming av NF-kB aktivering i nærvær av PEMFs
effekten av A
2A eller A
3AR stimulering på NF-kB p65 subenheten aktivering ble undersøkt hos ubehandlede eller NGF-behandlede PC12-celler og U87MG celler respektere å rotte kortikale nevroner avslører evnen til A
2A (CGS 21680) eller A
3AR (Cl-IB-MECA) agonister for å betydelig redusere aktiveringen av NF-kB i tumorcellene etter 24 timers behandling (Fig. 3). PEMF eksponering var i stand til å forbedre A
2A eller A
3AR agonist-indusert reduksjon av NF-kB aktivering. A
3AR stimulering mediert en mer tydelig hemming av NF-kB enn A
2A aktivering både i nærvær eller i fravær av PEMFs. Interessant, samtidig behandling med A
3AR agonist og PEMFs formidlet et betydelig hemming av NF-kB nivåer respekterer til A
3AR aktivering alene. Effekten av disse agonister ble blokkert ved anvendelse av velkjente A
2A eller A
3aR antagonister slik som SCH 58261 og MRS 1523, henholdsvis (fig. 3).
Virkning av et godt -kjent A
2AAR agonist og antagonist (CGS 21680, 100 nM, SCH 58261, 1 mm) eller A
3AR agonist og antagonist (Cl-IB-MECA, 100 nM; MRS 1523, en mikrometer) i rotte kortikale neuroner, ubehandlede eller NGF-behandlede PC12-celler og U87MG-celler i fravær eller i nærvær av PEMFs på NF-kB-aktivering som ble evaluert ved å påvise fosforylerte p65-proteiner i kjerneekstrakter. Verdier er gjennomsnitt (n = 6) ± SEM.
Aktivering av A
3AR i nærvær av PEMFs Økt p53 nivåer fører til hemming av Tumor Cell Proliferation
Et
2AAR agonisten CGS 21680 var ikke i stand til å modulere p53 protein nivåer hverken i fravær eller i nærvær av PEMFs i de forskjellige celletypene som ble undersøkt. Omvendt, A
3AR agonist Cl-IB-MECA (100 nM) mediert en betydelig økning av p53-ekspresjon i tumorcellelinjer undersøkt uten å påvirke p53 nivåene av rotte kontroll kortikale nevroner (fig. 4). Selv om PEMF eksponering alene var ikke i stand til å endre p53-ekspresjon, den samtidige behandling av tumorceller med PEMFs og Cl-IB-MECA resulterte i en ytterligere betydelig økning av p53-proteinnivåene sammenlignet med Cl-IB-MECA alene (p 0,05, fig 4B-D)
Effekt av en velkjent A
2AAR agonist og antagonist (CGS 21680, 100 nM,.. SCH 58261, 1 mm) eller A
3AR agonist og antagonist ( Cl-IB-MECA, 100 nM; MRS 1523, 1 uM) i rotte kortikale nevroner, ubehandlede eller NGF-behandlede PC12-celler og U87MG-celler i fravær eller i nærvær av PEMFs på p53-nivåer. Verdier er gjennomsnitt (n = 6) ± SEM.
For å vurdere om modulering av NF-kB og p53 var knyttet til regulering av tumor celleproliferasjon, ble en tymidin inkorporering analyse utført i nærvær eller i fravær av PEMFs. I våre eksperimentelle forhold basalnivåer [
3H] -tymidin inkorporering i rotte kortikale nevroner, ubehandlede eller NGF-behandlede PC12 og U87MG celler var 447 ± 42, 8228 ± 782, 856 ± 78, 9535 ± 844 kpm per prøve hhv. Resultatene indikerte at hverken CGS 21680 eller PEMFs (alene eller i kombinasjon) var i stand til i betydelig grad å modulere celleproliferasjon (fig. 5). Stimulering av A
3aRS ved hjelp av Cl-IB-MECA (100 nM) mediert en signifikant inhibering av tymidin inkorporering av 39%, 41% og 32% på ubehandlede, NGF-behandlede PC12-celler og U87MG-celler, respektivt. Spesielt, PEMF eksponering forsterkes i en statistisk signifikant måte (p 0,05) virkningen av Cl-IB-MECA på tumorcelleformering (figur 5B-D.). Videre A
3AR stimulering, i fravær eller i nærvær av PEMFs, påvirket ikke tymidininkorporering i rotte kortikale nevroner, noe som tyder på at den observerte virkning var selektiv for tumorceller (Fig. 5). Den direkte rolle av A
3aRS i mediering av den virkning av Cl-IB-MECA ble demonstrert ved anvendelse av en selektiv A
3AR antagonist, MRS 1523, som fullstendig opphevet den agonist-induserte regulering av p53 og celleproliferasjon (figurene .. 4 og 5)
Effekt av en velkjent A
2AAR agonist og antagonist (CGS 21680, 100 nM, SCH 58261, 1 mm) eller A
3AR agonist og antagonist (Cl -IB-MECA, 100 nM; MRS 1523, 1 uM) i rotte kortikale nevroner, ubehandlede eller NGF-behandlede PC12-celler og U87MG-celler i fravær eller i nærvær av PEMFs på tymidininkorporering. Verdier er gjennomsnitt (n = 6) ± SEM.
PEMF Eksponering Forbedret Cl-IB-MECA celledød og apoptose i tumorceller
Figur 6 viser effekten A
2A eller A
3AR stimulering på laktat dehydrogenase (LDH) slipper (% av kontroll i basal tilstand) fra rotte kortikale nevroner, ubehandlet eller NFG-behandlede PC12 celler og U87MG celler i fravær eller i nærvær av PEMF eksponering (1,5 mT). I alle de undersøkte celler nærvær av CGS 21680 (100 nM) var ikke i stand til å modifisere den LDH-frigivelse hverken i fravær eller i nærvær av PEMFs. I rotte kortikale nevroner og kreftceller, PEMF eksponering i basal tilstand var ikke i stand til å modulere LDH utgivelse. A
3AR agonist Cl-IB-MECA (100 nM) formidlet en cytotoksisk effekt i alle kreftceller undersøkt som demonstrert av den betydelige økningen av LDH utgivelse. Interessant, den samtidige tilstedeværelse av PEMFs resulterte i en ytterligere økning i LDH produksjonen medieres av Cl-IB-MECA nådde verdier på 192%, 226% og 243% i forhold til den basale tilstand i ubehandlet, NGF-behandlede PC12 og U87MG-celler, respektivt (fig. 6B-D). For å vurdere om den synergistiske virkning av Cl-IB-MECA og PEMFs involvert apoptotiske signaler, ble nivåene av aktiv caspase-3 evaluert. Blant de forskjellige behandlingsbetingelser, bare A
3AR stimulering var i stand til å øke nivåene av aktiv caspase-3 i alle tumorcellene, men ikke i rotte kontroll kortikale nevroner (fig. 7). Videre forbedret PEMF eksponering pro-apoptotisk effekt av Cl-IB-MECA i kreftceller få en økning på 1,97, 2,64 og 3,24 ganger det gjelder basal tilstand i ubehandlede eller NGF-behandlede PC12 og U87MG celler, henholdsvis (Fig. 7B- D). Bruken av en velkjent A
3AR antagonist, MRS 1523, tilbakestilles effekten av agonisten, noe som tyder på en bestemt involvering av denne reseptor subtype.
Effekt av en velkjent A
2AAR agonist og antagonist (CGS 21680, 100 nM, SCH 58261, 1 mm) eller A
3AR agonist og antagonist (Cl-IB-MECA, 100 nM; MRS 1523, en mikrometer) i rotte kortikale nevroner, ubehandlet eller NGF-behandlede PC12-celler og U87MG-celler i fravær eller i nærvær av PEMFs på laktat dehydrogenase (LDH) nivåer. Verdier er gjennomsnitt (n = 6) ± SEM
Effekt av en velkjent A
2AAR agonist og antagonist (CGS 21680, 100 nM, SCH 58261, 1 mm). Eller A
3AR agonist og antagonist (Cl-IB-MECA, 100 nM; MRS 1523, 1 uM) i rotte kortikale nevroner, ubehandlede eller NGF-behandlede PC12-celler og U87MG-celler i fravær eller i nærvær av PEMFs på aktiv caspase 3 nivåer. Verdier er gjennomsnitt (n = 6) ± SEM.
Diskusjoner
Tallrike studier har vist involvering av A
3aRS i reguleringen av cellesyklus, i pro- og anti-apoptotiske virkninger, i reduksjon av cellenes levedyktighet og ved inhibisjon av kreftvekst [4], [15] – [18]. I tillegg prekliniske og Fase I studier viste at a
3aR agonister er sikre og godt tolerert hos mennesker og kan således betraktes som mulige terapeutiske midler for visse kreftsykdommer [5]. Som rapportert i forskjellige verk noen forskere assosierer EMF-eksponering med karsinogenese [30], [31], mens andre studier har vist at EMF ikke øker risikoen for flere krefttyper, og at behandlingen med bestemte frekvenser er godt tolerert og kan ha biologisk effekt hos pasienter med avanserte svulster [32] – [34]. I dag er ingen data rapportert i litteraturen om effekten av ARS og PEMF eksponering i
in vitro
eller
in vivo
modeller av kreft, selv om noen resultater har demonstrert den forsterkning av den anti inflammatorisk effekt av ARS ved tilstedeværelsen av PEMFs [22] – [25]
i denne artikkelen har vi kombinert rollen som A
3aRS som et mål for kreft med den voksende observasjon at PEMFs kan. ha gunstige effekter på moduleringen av fysiologiske prosesser i forbindelse med tumorcellesignalisering. Nærmere bestemt er de nåværende forsøk viser at PEMFs modulere ekspresjon og virkningen av A
3aRS i forskjellige dyrkede nervetumorceller som representeres av PC12 og U87MG-celler i sammenligning med rotte kortikale nevroner. Det er vel rapportert at cellelinjer som er nyttige for farmakologiske undersøkelser fordi de tilbyr en mulighet til å studere signaltransduksjon og regulering av reseptorer under mer kontrollerte betingelser enn i naturlige celler eller vev [41]. Videre har vi behandlede PC-12-celler med NGF for å evaluere de funksjonelle responser av tumorceller i differensiert neuron-lignende celler. Ved hjelp av disse cellemodeller vi fremhevet den kombinerte effekten av PEMF eksponering og A
3AR stimulering i ulike fysiologiske responser som NF-kB og p53-aktivering, celleproliferasjon, cytotoksisitet og apoptose.
Først av alt, PEMF eksponering betydelig økt A
2A og A
3AR mRNA og tetthet i tumorceller, så vel som i rotte kortikale nevroner. Metningsbinding eksperimenter av A
2A og A
3aRS utført etter PEMF eksponering i rotte kortikale nevroner, i ubehandlede eller NGF-behandlede PC12-celler og i U87MG-celler (membraner eller intakte celler) viste en signifikant økning i Bmax-verdier i sammenligning med ueksponerte celler antyder at modulering av PEMF behandling på reseptoren tetthet. Disse dataene er godt korrelert med våre tidligere resultater som viser at PEMFs er i stand til å opp-regulere A
2A og A
3AR tetthet og funksjonalitet i menneskelige nøytrofile, menneskelige og storfe synoviocytter og storfe chondrocytes [22] – [25 ]. Videre disse resultatene er nært forbundet med nyere data viser økningen av A
2AARs i rotte kortikale nevroner følgende PEMF eksponering [42]. På det foreliggende, er mekanismene for PEMF handlingen fortsatt dårlig definert, selv om på et molekylært nivå kan omfatte modifikasjoner av reseptoren resirkulering til cellemembranen, samt en regulerende virkning på et transkripsjonsnivået, som foreslått av økningen av A
2A og A
3AR mRNA følgende PEMF eksponering.
for å undersøke om oppregulering av A
2A og A
3aRS var assosiert med en høy funksjonalitet av disse reseptorene, ulike cellulære responser har blitt studert. Først av alt har vi evaluert effekten av kjente adenosinagonistene som CGS 21680 og Cl-IB-MECA på cAMP akkumulering. I cellen linjer undersøkt stimulering av CGS 21680 på A
2AARs ble øket etter behandling med PEMFs. Tilsvarende ble den hemmende virkning av Cl-IB-MECA potensieres av PEMF eksponering i primær rotte kortikale nevroner, ubehandlede eller NGF-behandlede PC12-celler og U87MG-celler tyder på at økningen av reseptorene er assosiert med en økning av reseptor-funksjonalitet. På grunn av den nære sammenhengen mellom NF-kB signaltransduksjonsveier og et bredt spekter av cellulære prosesser som proliferasjon, overlevelse og apoptose analyserte vi rollen som A
2A og A
3aRS i fravær og i nærvær av PEMFs . Vi har funnet at, i tumorceller, PEMF eksponering var i stand til å forbedre reduksjonen av NF-kB som induseres av A
2A og A
3AR stimulering. Siden crosstalk mellom NF-kB og p53 oncosuppressor protein er anerkjent for å ha en avgjørende rolle i utviklingen av kreft [43], har vi vurdert effekten av A
2A og A
3AR aktivering og PEMFs eksponering på p53 protein nivåer. I tumorceller, men ikke i rotte kortikale nevroner, A
3AR agonist Cl-IB-MECA mediert en økning i p53-nivåer, en effekt som ble forsterket ved tilstedeværelse av PEMFs. Disse resultatene er i samsvar med de som finnes i en nyere arbeider, som viser at en A
3AR agonist hemmet prostatakreftceller spredning og indusert G1 cellesyklus arrest gjennom p53 induksjon [44]. For å vurdere om regulering av disse fundamentale faktorer var relatert med modulering av tumorcellevekst, ble en tymidin-inkorpore-ringsanalyse utført. En inhiberende virkning på Cl-IB-MECA på celleproliferasjon ble funnet i tumorceller som bekrefter involvering av A
3AR aktivering i blokkering av tumorutvikling, og var mye mer tydelig i nærvær av PEMF eksponering. Denne anti-proliferativ effekt ble forsterkes av PEMFs i tumorceller undersøkt. Den PEMF behandling endret ikke proliferasjon i kortikale nevroner i fravær eller i nærvær av AR stimulering selv om den lave proliferative indeksen kan representere en ulempe. I tillegg ble disse effektene opphevet ved tilstedeværelsen av A
3AR antagonist som tyder direkte involvering av denne bestemte AR undertype. I dag har den anti-proliferativ effekt av Cl-IB-MECA blitt grundig undersøkt med motstridende resultater på grunn av vev eller celler analysert. For eksempel er det blitt demonstrert at Cl-IB-MECA-derivater medierer en reduksjon av celleproliferasjon gjennom cellesyklus-stans i humane lungekreftceller tyder på den primære rolle A
3aRS å hemme tumorcelle-proliferasjon og cellevandring [45]. Vi har også funnet at A
3AR agonist Cl-IB-MECA mediert en cytotoksisk effekt på de forskjellige tumorceller undersøkt som demonstrert ved den betydelige økningen i LDH-frigivelse. Effekten av A
3AR stimulering på LDH meldingen ble forsterket av PEMF eksponering i ubehandlet eller NGF behandlet PC12 celler og i U87MG celler. Spesielt ble ingen cytotoksisk effekt av Cl-IB-MECA funnet i rotte kortikale nevroner, noe som tyder på at denne effekten kan være forbundet til tumorcellene. Disse resultatene er i overensstemmelse med de som tidligere er rapportert å vise at A
3aR agonister forsterke den cytotoksiske effekt av kjemoterapeutiske midler i tykktarm carcinoma-celler [46]. For å evaluere om den observerte effekten av A
3AR aktivering på tumorcellesignalisering og død også involvert apoptotiske hendelser, aktiv caspase-3 nivåer ble undersøkt etter behandling med AR-agonister i nærvær eller i fravær av PEMF eksponering. Hverken CGS 21680 eller Cl-IB-MECA, alene eller i kombinasjon med PEMFs, var i stand til å påvirke aktiv caspase-3 nivåer i rotte kortikale nevroner. Interessant, i tumorceller, Cl-IB-MECA, men ikke CGS 21680 var i stand til å øke kaspase-3 nivåer, en effekt som ble forsterket av PEMF eksponering, noe som tyder på en synergistisk rolle A
3AR stimulering og PEMFs i induksjons av apoptose. Disse resultatene er konsistente med de nylig rapportert som viser at A
3AR agonist IB-MECA indusert apoptose i rotte prostata kreft cellelinjer og i den menneskelige metastatisk androgen-uavhengig prostatakreft cellelinje [18]. Alle disse data bekrefter tidligere papirer hvor i forskjellige tumorer har det blitt funnet en direkte involvering av A
3AR ekspresjon og funksjon [14], [47].
Til tross for den økende mengden av eksperimentelle data på PEMFs, kontroversielle effekter er rapportert trolig på grunn av de ulike systemene og apparater som brukes i
in vivo
eller
in vitro
eksperimenter. Spesielt kan de forskjellige fysiske variabler som frekvens, intensitet og den bølgeform brukes på empirisk basis. I denne studien er det brukt en godt karakterisert PEMF eksponeringssystem, basert på rasjonell drevet metode, som var i stand til å modulere i en rekke ikke-tumorcelletyper, ekspresjon og funksjon av ARS som tidligere rapportert [22] – [25], [42], [48].
In vitro
eksperimenter på forskjellige tumorcellelinjer har antydet at PEMF søknad kombinert med kreft narkotika vil være svært effektive som ikke-invasive søknader til tumor terapi [49]. I en
in vivo
dyremodell anvendelse av lav frekvens EMF inhiberer preneoplastiske lesjoner kjemisk indusert i rotteleveren gjennom reduksjon av celleproliferasjon [50]. Nylig, i kliniske studier med ulike typer av kreft ved anvendelse av en ikke-invasiv tilbakemelding metode for å identifisere tumorspesifikke frekvenser og for å teste muligheten for å administrere slike frekvenser til pasienter med langt fremskreden kreft ble utført, og kan føre til oppdagelse av nye veier kontrollerende kreft vekst [34].
Forrige
in vitro
analyser har rapportert at A
3aR agonister utøve en differensial effekt på normale og kreftceller. I normale celler, er agonister indusere produksjonen av vekstfaktorer og i tumorceller, er agonister indusere apoptose og tumorvekst-inhibering via dereguleringen av NF-kB og Wnt signalveier [5] – [7], [11], [ ,,,0],12]. Våre funn er i samsvar med disse dataene og bekrefter den doble rollen som A
3aRS å reise spørsmålet om mekanismen for denne forskjellen i virkning. En mulig forklaring kan være relatert til forskjellige ekspresjon av avgjørende regulerende faktor i tumorceller. Det er velkjent at NF-kB er sterkt uttrykt i tumorceller hvor dens konstitutiv aktivering ser ut til å påvirke kreftcelleoverlevelse ved å fremme anti-apoptotiske gener uttrykk [51], [52]. I vår undersøkelse, den lave konsentrasjon av Cl-IB-MECA var mest sannsynlig tilstrekkelig til å inhibere NF-kB i tumorceller uten å påvirke denne reaksjonsveien i kontrollceller. På analog måte kan virkningen av A
3AR stimulering på feilregulert p53-proteinet i tumorceller være på basis av de forskjellige reaksjoner som observeres i forhold til kontrollcellene. PEMF eksponering forsterkes disse virkninger i tumorceller uten å øke konsentrasjonen av A
3AR agonist. Fra det farmakologiske synspunkt, kan en mulig fordel av kombinasjonen av lav dose agonist og av en lokalisert utvendig PEMF Terapi være reduksjon av risikoen for uheldige eller systemiske bivirkninger som øker dramatisk når legemidlene administreres i høye doser.
Disse resultater indikerer muligheten for at det anti-tumor effekt mediert av A
3aRS kan forsterkes av en ikke-invasiv stimulus representert ved PEMFs, slik at for å bruke lave konsentrasjoner av agonisten begrense dens potensielle bivirkninger . [3]dioxol-5-yl-2-[5-(2,6-dioxo-1,3-dipropyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H-purin-8-yl)-1-methy-1H-pyrazol-3-yl-oxy]-acetamide,
