Fas/FasL interaction of nucleus pulposus and cancer cells with the activation of caspases

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Abstract

Spinal metastatic disease is characterised by the preservation of the intervertebral disc structure, even after severe destruction of the vertebral body by neoplastic tissues. Anatomical features of the discs are thought to be the reason for the disc's resistance to metastatic cancer. However, little is known about the biochemical mechanism to prevent or attenuate the local invasion of cancer cells into the discs. The purpose of this study was to investigate the hypothesis that Fas ligand (FasL) produced by nucleus pulposus cells can kill Fas-expressing cancer cells infiltrating into the discs by the activation of caspases. Fas-expressing MCF-7 breast cancer cells were cultured with (experimental group) and without (control group) supernatant of nucleus pulposus cells containing FasL (50 pg/ml) for 48 h. The apoptosis of MCF-7 breast cancer cells was determined by the TUNEL technique. In addition, the activation of caspase-8, -9 and -3 was investigated by Western blot analysis. After treatment with supernatant of the nucleus pulposus cells containing FasL, the apoptosis of MCF-7 breast cancer cells was significantly increased, along with the activation of caspase-8, -9 and -3 compared with those of the control group. Our results suggest that the Fas/FasL interaction of nucleus pulposus and cancer cells might be a potential mechanism of the disc's resistance to metastatic cancer.

Les lésions métastatiques de la colonne vertébrale sont caractérisées par la conservation du disque inter vertébral malgré d'importantes lésions du corps vertébral. Ces données anatomiques concernant le disque prennent en compte la résistance de ces derniers aux métastases. Cependant, nous ne connaissons que peu de choses pour prévenir ou atténuer l'invasion des disques par les cellules néoplasiques. Cette étude a pour but d'étudier l'hypothèse selon laquelle le FasL produit par le nucleus pulposus peut s'opposer à l'expression des cellules cancéreuses infiltrant ces disques en activant les caspases. Pour cela nous avons cultivé des cellules de cancer du poumon MCF-7 au contact des cellules contenant du FasL de nucleus pulposus (50 pg/ml) et ceci pendant 48 heures. L'apoptose des cellules de MCF-7 a été déterminée par TUNEL. Nous avons également étudié l'activation des caspase 8, 9 et 3. Après traitement contenant un supernageant de nucleus pulposus contenant du FasL, l'apoptose des cellules cancéreuses est significativement augmentée avec l'activation des caspases 8, 9 et 3 par rapport au groupe contrôle. Nos résultats nous permettent de penser que l'action du Fas/FasL du nucleus pulposus est un des mécanismes de résistance des disques aux métastases vertébrales.

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