Differentiating effect of thalidomide and GM-CSF combination on HL-60 acute promyelocytic leukemia cells

Abstract

Aim: To investigate whether granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) with or without thalidomide can induce apoptosis and differentiation of HL-60 acute promyelocytic leukemia cell line in vitro. Methods: Effect of GM-CSF and thalidomide on proliferation of HL-60 cells was evaluated by MTT assay, cell cycle analysis was performed by propidium iodide staining approach and flow cytometry, and apoptosis rate was analyzed using FITC-conjugated annexin-V and FACScan flow cytometry. Results: The study revealed that thalidomide alone at high concentrations inhibited HL-60 cell growth and induced apoptosis. Three days treatment of low-dose thalidomide in combination with GM-CSF induced marked terminal differentiation of HL-60 cells, as it was assessed by increased expression of differentiation antigens on cell surface. Conclusion: Treatment of HL-60 cells by low concentration of thalidomide combined with GM-CSF induced terminal differentiation of HL60 cells in vitro, which may be advantageous for the elaboration of novel therapeutic regimens in patients with differentiation-inducible leukemias.

Цель: изучить эффект гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ) в сочетании с талидомидом на индукцию апоптоза и дифференцировку клеток острого промиелоцитарного лейкоза линии HL-60 in vitro. Методы: для оценки пролиферации и жизнеспособности клеток HL-60 применяли MTT анализ, для изучения клеточного цикла — окраску пропидиум бромидом и проточную цитометрию. Для оценки апоптоза клетки линии HL-60 обрабатывали талидомидом, ГМ-КСФ, и совместно талидомидом и ГМ-КСФ в течении 48 ч, и затем метили анексином, конъюгированным с FITC, и анализировали с помощью проточной цитометрии. Результаты: талидомид в высоких концентрациях ингибирует пролиферацию клеток HL-60 и вызывает апоптоз. В сочетании с ГМ-КСФ в течение 3 дней талидомид в низкой концентрации индуцировал терминальную дифференцировку клеток HL-60, о чем свидетельствовало появление экспрессии дифференцировочных антигенов на поверхности клеток. Выводы: применение талидомида в низкой концентрации в сочетании с ГМ-КСФ вызывает терминальную дифференцировку клеток HL-60.