scholarly journals Combined Photothermal and Ionizing Radiation Sensitization of Triple-Negative Breast Cancer Using Triangular Silver Nanoparticles

2021 ◽  
Vol Volume 16 ◽  
pp. 851-865
Author(s):  
James Sears ◽  
Jessica Swanner ◽  
Cale D Fahrenholtz ◽  
Christina Snyder ◽  
Monica Rohde ◽  
...  
Keyword(s):  
Breast Cancer ◽  
Silver Nanoparticles ◽  
Ionizing Radiation ◽  
Triple Negative Breast Cancer ◽  
Triple Negative ◽  
Radiation Sensitization

scholarly journals 3-Bromopyruvate-mediated MCT1-dependent metabolic perturbation sensitizes triple negative breast cancer cells to ionizing radiation

2021 ◽  
Vol 9 (1) ◽  
Author(s):  
Irini Skaripa-Koukelli ◽  
David Hauton ◽  
John Walsby-Tickle ◽  
Eloïse Thomas ◽  
Joshua Owen ◽  
...  
Keyword(s):  
Breast Cancer ◽  
Ionizing Radiation ◽  
Cancer Cells ◽  
Triple Negative Breast Cancer ◽  
Triple Negative ◽  
Redox Homeostasis ◽  
Nucleotide Synthesis ◽  
Monocarboxylate Transporter 1 ◽  
Metabolic Perturbation ◽  
The Impact

Abstract Background Triple negative breast cancer (TNBC) poses a serious clinical challenge as it is an aggressive form of the disease that lacks estrogen receptor, progesterone receptor, and ERBB2 (formerly HER2) gene amplification, which limits the treatment options. The Warburg phenotype of upregulated glycolysis in the presence of oxygen has been shown to be prevalent in TNBC. Elevated glycolysis satisfies the energy requirements of cancer cells, contributes to resistance to treatment by maintaining redox homeostasis and generating nucleotide precursors required for cell proliferation and DNA repair. Expression of the monocarboxylate transporter 1 (MCT1), which is responsible for the bidirectional transport of lactate, correlates with an aggressive phenotype and poor outcome in several cancer types, including breast cancer. In this study, 3-bromopyruvate (3BP), a lactate/pyruvate analog, was used to selectively target TNBC cells that express MCT1. Methods The cytotoxicity of 3BP was tested in MTT assays using human TNBC cell lines: BT20 (MCT1+/MCT4−), MDA-MB-23 (MCT1−/MCT4+), and BT20 in which MCT1 was knocked down (siMCT1-BT20). The metabolite profile of 3BP-treated and 3BP-untreated cells was investigated using LC-MS/MS. The extracellular acidification rate (ECAR) and oxygen consumption rate (OCR) of BT20 and MDA-MB-231 cells treated with 3BP were measured using a Seahorse XF96 extracellular flux analyzer. The impact of ionizing radiation on cell survival, alone or in combination with 3BP pre-treatment, was evaluated using clonogenic assays. Results Metabolomic analyses showed that 3BP causes inhibition of glycolysis, disturbance of redox homeostasis, decreased nucleotide synthesis, and was accompanied by a reduction in medium acidification. In addition, 3BP potentiated the cytotoxic effect of ionizing radiation, a treatment that is frequently used in the management of TNBC. Conclusions Overall, MCT1-mediated metabolic perturbation in combination with radiotherapy is shown to be a promising strategy for the treatment of glycolytic tumors such as TNBC, overcoming the selectivity challenges of targeting glycolysis with glucose analogs.

scholarly journals Silencing of XRCC4 increases radiosensitivity of triple-negative breast cancer cells

2019 ◽  
Vol 39 (3) ◽  
Author(s):  
Yuqing Wen ◽  
Gongpeng Dai ◽  
Liping Wang ◽  
Kanda Fu ◽  
Shuguang Zuo
Keyword(s):  
Breast Cancer ◽  
Survival Analysis ◽  
Ionizing Radiation ◽  
Triple Negative Breast Cancer ◽  
Triple Negative ◽  
Radiation Treatment ◽  
Clinical Sample ◽  
Progression Free Survival ◽  
Stable Cell Line ◽  
Damage Level

Abstract Background: Radiotherapy is an important locoregional treatment, and its effect on triple-negative breast cancer (TNBC) needs to be enhanced. The aim of the present study was to investigate the potential effects of XRCC4 on radiosensitivity of TNBC. Methods: The RNAi technique was implemented to establish the TNBC stable cell line with XRCC4 knockdown. MTT assay was used to detect the effect of XRCC4 knockdown on cell proliferation. Western blot and immunohistochemistry assays were employed to identify protein expression. Colony assay was performed to detect the effect of XRCC4 knockdown on the colony formation ability of TNBC cells with radiation treatment. Comet assay was conducted to evaluate the influence of XRCC4 silencing on DNA repair activity in ionizing radiation. In addition, we performed a survival analysis based on data in TCGA database. Results: XRCC4 knockdown by lentivirus-mediated shRNA had no significant effect on proliferation of TNBC cells. Knockdown of XRCC4 could substantially increase the sensitivity of TNBC cells to ionizing radiation. The DNA damage level was detected to be increased in the XRCC4 knockdown group, indicating there was a significant repair delay in the XRCC4-deleted cells. Clinical sample analysis exhibited that there were various XRCC4 expression in different patients with TNBC. Moreover, survival analysis showed that high expression of XRCC4 was significantly associated with poor progression-free survival after radiotherapy in TNBC patients. Conclusion: Our findings suggest that XRCC4 knockdown sensitizes TNBC cells to ionizing radiation, and could be considered as a novel predictor of radiosensitivity and a promising target for TNBC.

scholarly journals Ocena wpływu dawki i mocy promieniowania jonizującego na komórki raka piersi. The assessment of the effect of ionizing radiation dose and dose rate for breast cancer cells

2019 ◽  
Vol 15 (4) ◽  
pp. 117-125
Author(s):  
Marika Musielak
Keyword(s):  
Breast Cancer ◽  
Radiation Dose ◽  
Ionizing Radiation ◽  
Dose Rate ◽  
Cancer Cells ◽  
Triple Negative Breast Cancer ◽  
Breast Cancer Cells ◽  
Triple Negative

Rak piersi jest najczęściej występującym typem nowotworu wśród kobiet. Ze względu na odmienne typy histologiczne guzów, stosuje się różne podejście terapeutyczne. Najczęściej jest to leczenie skojarzone, obejmujące chirurgiczne usunięcie ogniska nowotworowego, radioterapię oraz leczenie cytostatykami. Jednakże, głównym celem każdej stosowanej terapii jest zniszczenie komórek nowotworowych przy odpowiednio niskim uszkodzeniu tkanek  zdrowych. Celem pracy była ocena wpływu stosowanych klinicznie schematów napromieniania radioterapeutycznego, za pomocą wiązki promieniowania jonizującego.Zbadano wpływ wielkości dawki (ang. Dose, D) 0 Gy; 1,0 Gy; 2,0 Gy; 4,0 Gy oraz mocy dawki (ang. Dose Rate, DR) 300 i 600 cGy/min. W doświadczeniu wykorzystano dwie linie komórkowe raka piersi MDA–MB–231 oraz MDA–MB–468, zaliczające się do typu raka piersi potrójnie negatywnego (ang. triple negative breast cancer, TNBC). Przy pomocy testów klonogennych obliczono  frakcję przeżywalności (ang. surviving fraction, SF) dla poszczególnych dawek oraz wykreślono krzywe przeżycia będące zależnością SF(D). Wykazano, że wraz ze wzrostem dawki, przeżywalność komórek maleje, zgodnie z założeniami modelu liniowo-kwadratowego. Porównując obydwie linie komórkowe, zaobserwowano różnice w krzywych przeżywalności obejmujący niskie dawki promieniowania. W przypadku MDA-MB–231, w przedziale dawki poniżej 2 Gy, stwierdzono znaczne obniżenie przeżywalności, które sugeruje wystąpienie zjawiska hiperwrażliwości na promieniowanie. Odmienna wyniki zaobserwowano dla linii MDA–MB–468 w zakresie <2 Gy, gdzie współczynnik SF przeżycia przekraczał wartości powyżej 1.0, co może świadczyć o wzmożonej stymulacji proliferacji.Śledząc wykreślone zależności SF(D), można jednoznacznie określić, jak dany typ linii nowotworowej odpowiada na traktowanie różnymi schematami promieniowania. Nie wykazano istotnych różnic pomiędzy zastosowaniem dwóch różnych mocy przy tej samej dawce. Poprzez zwiększenie DR, skraca się czas trwania ekspozycji. W konsekwencji pacjent otrzyma podobną dawkę w krótszym czasie, co skutkuje podwyższeniem komfortu podczas leczenia.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document