Sensitization of human malignant lymphoid cells to etoposide by fucoidan, a brown seaweed polysaccharide

Abstract

The search for the substances sensitizing cancer cells to apoptosis induction by chemotherapeutic agents is a task of high importance in the modern strategy of anticancer therapy. The aim of the study was to investigate the apoptogenic and apoptosis-modulating activities of fucoidan (sulfated polysaccharide) isolated from far-eastern brown seaweeds Fucus evanescens in two human malignant lymphoid cell lines, MT-4 and Namalwa. Methods: Apoptosis was assessed morphologically and quantified by flow cytometry analysis of cells stained with propidium iodide. Caspase-3 activation was assayed by flow cytometry with the aid of labeled monoclonal antibodies. Results: The fucoidan at 500 µg/ml was not cytotoxic in MT-4 or Namalwa cells even in the setting of long-term presence in culture medium up to 14 days. Nevertheless, pretreatment of MT-4 but not Namalwa cells with fucoidan followed by the exposure to DNA topoisomerase II inhibitor etoposide led to about two-fold increase in the relative apoptotic index as compared with etoposide alone. Apoptosis enhancement of MT-4 cells by fucoidan was not accompanied by further increase in the number of the cells with active form of caspase-3. Conclusion: The present findings demonstrate for the first time that fucoidan enhances etoposide induced caspase-dependent cell death pathway in MT-4 but not Namalwa cell line. The mechanisms of such enhancement do not seem to be related directly to caspase-3 activation.

Одной из важных задач современной стратегии противоопухолевой терапии является поиск веществ, повышающих чувствительность опухолевых клеток к индукции апоптоза под действием химиопрепаратов. Цель: изучение апоптогенной и апоптозмодулирующей активности фукоидана — сульфатированного полисахарида, выделенного из дальневосточной бурой водоросли Fucus evanescens, на двух линиях злокачественных лимфоидных клеток человека MT-4 и Namalwa. Методы: апоптоз выявляли морфологически и количественно проточной цитометрией клеток, окрашенных йодистым пропидием. Активацию каспазы-3 изучали методом проточной цитометрии клеток после реакции с конъюгированными моноклональными антителами. Результаты: фукоидан в дозе 500 мкг/мл не проявлял токсичности в клетках MT-4 или Namalwa даже при длительном присутствии препарата в культурах до 14 сут. Предварительная инкубация клеток MT-4 с фукоиданом в указанной дозе приводила к двукратному повышению относительного апоптотического индекса при действии ингибитора ДНК топоизомеразы II этопозида, причем такого эффекта в клетках Namalwa не отмечено. Повышение апоптотического индекса в клетках MT-4 под влиянием фукоидана при индукции апоптоза этопозидом не сопровождалось приростом процентного содержания клеток с активной формой каспазы-3, в сравнении с таковым при действии одного лишь индуктора апоптоза этопозида. Выводы: впервые продемонстрирована способность фукоидана усиливать этопозидиндуцированный каспазозависимый апоптоз в клетках MT-4. Подобный эффект отсутствовал в клетках Namalwa. Механизм повышения чувствительности злокачественных лимфоидных клеток человека к этопозиду при действии фукоидана, по-видимому, напрямую не связан с активацией каспазы-3.