Analysis of the effect of paclitaxel induced conditioned media on viability of triple negative breast cancer cells

Abstract

Üçlü negatif meme kanseri (TNBC), östrojen reseptörleri (ER), progesteron reseptörleri (PR) ve insan epidermal büyüme faktörü reseptörü 2'nin (HER2) yokluğu ile karakterize edilen, oldukça agresif bir meme kanseri alt tipidir. Geleneksel TNBC tedavileri, kemoterapi gibi, genellikle önemli yan etkilere ve değişken etkinliğe yol açar. Paclitaxel, hücre bölünmesini mikrotübülleri stabilize ederek bozan yaygın bir kemoterapötik ajandır. Son çalışmalar, paclitaxel ile tedavi edilen hücrelerden elde edilen koşullandırılmış medyanın (CM), tümör mikroçevresini etkileyerek tedavi edilmemiş kanser hücrelerinin viabilitesini etkileyebileceğini önermektedir. Bu çalışma, paclitaxel'in TNBC hücreleri üzerindeki doğrudan apoptotik etkilerini ve paclitaxel ile tedavi edilen hücrelerden elde edilen CM'nin tedavi edilmemiş TNBC hücrelerinin viabilitesi üzerindeki etkisini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. MDA-MB-231 TNBC hücreleri kültüre edilip farklı konsantrasyonlarda paclitaxel (11.7 nM, 8.78 nM, 5.85 nM ve 2.93 nM) ile muamele edilmiştir. Hücreler 37°C'de %5 CO2 ile inkübe edilmiştir. 48 saat sonra, paclitaxel ile tedavi edilen hücrelerden CM toplanmış ve ardından uyarımsız MDA-MB-231 hücrelerine uygulanmıştır. Hücre viabilitesi ve proliferasyonu 72 saat boyunca gerçek zamanlı hücre analizi (Xcelligence sistemi) ile izlenmiştir. Apoptotik etkiler, Annexin V ve Propidium Iodide (PI) boyaması ve ardından akış sitometrisi ve Xcelligence Analizi ile değerlendirilmiştir. Hücre döngüsü cell cycle analizi gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, paclitaxel tedavisinin MDA-MB-231 hücrelerinin viabilitesini doz bağımlı bir şekilde önemli ölçüde azalttığını göstermiştir. Paclitaxel'in 11.7 nM konsantrasyonu en yüksek sitotoksik etkiyi göstererek önemli derecede apoptoza yol açmıştır. Paclitaxel ile tedavi edilen hücrelerden elde edilen CM, tedavi edilmemiş MDA-MB-231 hücrelerinin viabilitesinde de önemli bir azalma göstermiştir, bu da paclitaxel ile indüklenen hücreler arası sinyallemenin apoptotik etkilere katkıda bulunduğunu düşündürmektedir. Paclitaxel, TNBC hücrelerinde doğrudan apoptozu indüklemenin yanı sıra, koşullandırılmış medya yoluyla tümör mikroçevresini değiştirerek tedavi edilmemiş TNBC hücreleri üzerindeki sitotoksik etkileri artırmaktadır. Bu bulgular, paclitaxel ile indüklenen CM'nin TNBC tedavisinin etkinliğini artırmak için yardımcı bir terapötik strateji olarak potansiyelini vurgulamaktadır.

Triple-negative breast cancer (TNBC) is a highly aggressive subtype of breast cancer characterized by the absence of estrogen receptors (ER), progesterone receptors (PR), and human epidermal growth factor receptor 2 (HER2). Conventional TNBC treatments, such as chemotherapy, often lead to significant side effects and variable efficacy. Paclitaxel is a widely used chemotherapeutic agent that disrupts cell division by stabilizing icrotubules. Recent studies suggest that conditioned media (CM) obtained from cells treated with paclitaxel can affect the viability of untreated cancer cells by influencing the tumor microenvironment. This study aims to evaluate the direct apoptotic effects of paclitaxel on TNBC cells and the impact of CM derived from paclitaxel-treated cells on the viability of untreated TNBC cells. MDAMB-231 TNBC cells were cultured and treated with various concentrations of paclitaxel (11.7 nM, 8.78 nM, 5.85 nM, and 2.93 nM). The cells were incubated at 37°C with 5% CO2. After 48 hours, CM was collected from paclitaxel-treated cells and subsequently applied to untreated MDA-MB-231 cells. Cell viability and proliferation were monitored for 72 hours using realtime cell analysis (Xcelligence system). Apoptotic effects were evaluated using Annexin V and Propidium Iodide (PI) staining, followed by flow cytometry and Xcelligence analysis. Cell cycle analysis was also performed. The results showed that paclitaxel treatment significantly reduced the viability of MDA-MB-231 cells in a dose-dependent manner. The 11.7 nM concentration of paclitaxel exhibited the highest cytotoxic effect, leading to significant apoptosis. CM derived from paclitaxel-treated cells also resulted in a notable reduction in the viability of untreated MDA-MB-231 cells, suggesting that intercellular signaling induced by paclitaxel contributes to apoptotic effects. Paclitaxel directly induces apoptosis in TNBC cells and enhances the cytotoxic effects on untreated TNBC cells by altering the tumor microenvironment through conditioned media. These findings highlight the potential of paclitaxel-induced CM as an adjunct therapeutic strategy to enhance the efficacy of TNBC treatment.