MORPHOLOGICAL CHANGES OF THP-1 TUMOR CELLS EXPOSED TO DOPAMINE IN VITRO

Abstract

The effect of dopamine (DA) on the viability and morphology of cultured tumor THP-1 cells (human acute monocytic leukemia) was studied. DA in concentration of 10 –5 M had virtually no effect on the culture, while in concentration of 10 –4 M to 10 –3 M it stopped the growth and caused a sharp increase in cell death after 24 and 48 hours. Incubation with DA reduced the cell diameter, progressively increased their vacuolization and intensity of fluorescence after treatment by Falck method. Electron microscopical study has shown that cells exposed for 1 day to DA in the concentrations starting with 10 –4 M, demonstrated smoothing of their surface with the disappearance of microvilli and clasmatosis vesicles, actin filaments perforating the plasma membrane, the emergence of an increasingly dense network of filaments in the cytosole and karyoplasm and, finally, apoptotic cell death . It is suggested that the oncotherapeutic cellular target for DA is a cytosolic G-actin, which at a certain DA concentration, turns into filaments that damage the cells, break the cell cycle and cause cell death.

Keywords

THP-1 cells / viability / dopamine effect / Falck reaction / ultrastructure

References

[1] Мошков Д. А., Абрамова М. Б., Шубина В. С. и др. Влияние дофамина на жизнеспособность клеток ВНК-21. Бюл. экспер. биол., 2010, т. 149, № 3, с. 335–339.

[2] Мошков Д. А., Павлик Л. Л., Шубина В. С. и др. Цитоскелетная регуляция клеточной функции дофамином. Биофизика, 2010, т. 55, № 5, с. 850–856.

[3] Мошков Д. А., Романченко С. П., Парнышкова Е. Ю. и др. Эффект дофамина на клетки асцитной карциномы Эрлиха. Бюл. экспер. биол., 2012, т. 154, № 11, с. 646–651.

[4] Павлик Л. Л., Григорьев П. А., Шубина В. С. и др. Исследование взаимодействия дофамина с искусственными фосфолипидными мембранами. Биофизика, 2008, т. 53, № 1, с. 66–72.

[5] Парнышкова Е. Ю., Безгина Е. Н., Казакова Л. И. и др. Дофамин как возможное вещество для онкотерапии и для количественной оценки цитозольного Г-актина. Биофизика, 2012, т. 57, № 5, с. 796–804.

[6] Парнышкова Е. Ю., Лавровская В. П., Безгина Е. Н. и др. Морфологические основы влияния дофамина на жизнеспособность опухолевых клеток HEp-2. Морфология, 2011, т. 140, вып. 6, с. 69–74.

[7] Парнышкова Е. Ю., Лавровская В. П., Павлик Л. Л. и др. Цитохимическая визуализация дофамина как способ оценки содержания глобулярного актина в цитозоле живых клеток. Биологические мембраны, 2012, т. 29, № 3, с. 209–214.

[8] Парфенов В. Н. и Галактионов К. И. Внутриядерные актиновые микрофиламенты в ооцитах травяной лягушки. Цитология, 1987, т. 29, № 2, с. 142–149.

[9] Шубина В. С., Абрамова М. Б., Лавровская В. П. и др. Влияние дофамина на ультраструктуру клеток BHK-2. Цитология, 2009, т. 51, № 12, с. 996–1004.

[10] Bereiter-Hahn J., Munnich A. and Woiteneck P. Dependence of energy metabolism on the density of cells in culture. Cell Struct. Funct., 1998, v. 23, р. 85–93.

[11] Falck B. and Owman C. A detailed methodological description of the fluorescence method for the cellular localization of biogenic monoamines. Acta Univ. Lundensds., 1965, v. 11, p. 7–49.

[12] Katira P., Zaman M. H. and Bonnecaze R. T. How changes in cell mechanical properties induce cancerous behavior. Phys. Rev. Lett., 2012, v. 108, № 2.

[13] Pao J. and Li N. Microfilament actin remodeling as a potential target for cancer drug development. Curr Cancer Drug Targets, 2004, v. 4, № 4, р. 345–354.

[14] Pedersen S.F., Hoffmann E.K. and Mills J.W. The cytoskeleton and cell volume regulation. Comp. Biochem. Physiol. A Mol. Integr. Physiol., 2001, v. 130, pt. 3, p. 385–399.

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector