Antimetastatic effect of prenylfavonoid isoxanthohumol on b16-f10 murine melanoma model

Abstract

A prenylflavonoid from hops, isoxanthohumol (IXN) is gaining a lot of attention nowadays due to its broad spectrum of biological activities. This study aimed to investigate its potential antimetastatic properties in vitro against the highly invasive melanoma cell line B16-F10 and in a murine metastatic model in vivo, in the context of independent action and interaction with chemotherapy. The treatment with IXN diminished cell viability in a dose-dependent manner, which is a consequence of induced combined cell death by autophagy and caspase-dependent apoptosis. Additionally, the dividing potential of highly proliferative melanoma cells was dramatically affected by IXN, and is in line with an abrogated clonogenic potential in the population of survived cells, indicating changes in their metastatic features. Concordantly, IXN strongly diminished cell metastatic features down-regulating adhesion, migration, and invasion through disrupted integrin signaling. Separate application of IXN inhibited the development of lung metastatic foci in tumor-challenged animals. Although IXN potentiated the action of chemotherapeutic drug paclitaxel (PCT) in vitro, the concomitant treatment of these two agents did not exert statistically significant suppression of lung metastases formation. Nonetheless, the change in the regime of drugs’ application to 7-day treatment with IXN prior to PCT made the subtherapeutic dose of PCT effective, indicating IXNs’ capacity to trigger the differentiation of B16-F10 cells toward a less invasive phenotype, thus sensitizing them to chemotherapy. Along with histopathological confirmation of changes in cell phenotype in metastases, this data underlines the important impact of the differentiation process on chemotherapy efficacy. This study represents the first proof of IXNs’ antimetastatic activity in vivo and significantly contributes to the development of the differentiation therapy concept as a support in the treatment of metastatic malignancies.

Пренилфлавоноид из хмеља, изоксантохумол (IXN) данас привлачи велику пажњу због свог широког спектра биолошких активности. Ова студија је имала за циљ да истражи његова потенцијална антиметастатска својства на високо ин- вазивној ћелијској линији меланома B16-F10 in vitro и in vivo, у контексту њего- вог самосталног деловања или у комбинацији са хемотерапијом. Третман IXN је смањио вијабилитет ћелија меланома на дозно зависан начин, што је последица индуковане комбиноване ћелијске смрти аутофагијом и апоптозом зависном од каспаза. Поред тога, овај изофлаванон је снажно инхибирао деобу високо про- лиферативних ћелија меланома као и клоногени потенцијал преживелих ћели- ја, указујући на промене у њиховим метастатским карактеристикама. Сагласно томе, IXN је супримирао процесе који дефинишу метастазирање као што су ћелијска адхезија, миграција и инвазија, ометајући интегрински сигнални пут. Примена IXN је инхибирала развој метастатских жаришта у плућима експери- менталних животиња. Иако је IXN појачао дејство хемотерапеутика паклитаксе- ла (PCT) in vitro, истовремени третман ова два агенса није довео до статистички значајне супресије у формирању плућних метастаза. Са друге стране, промена динамике давања агенаса у виду 7-дневног третмана животиња IXN пре апли- кације PCT учинила је ефикасном субтерапеутску дозу PCT, што се може при- писати његовом капацитету да диферентује B16-F10 ћелије ка мање инвазивном фенотипу и тиме их сензитизује на хемотерапију. Уз хистопатолошку потврду промене фенотипа ћелија у метастазама, овај податак указује на значајан до- принос процеса диференцијације успешности исхода хемотерапије. Ова студија представља први доказ антиметастатске активности IXN in vivo и значајно до- приноси успостављању концепта диференцијационе терапије у подршци лечењу метастатских малигнитета.