Interferon-gamma inhibits proliferation and adhesion of T98G human malignant glioma cells in vitro

Abstract

Background The prognosis of children with malignant gliomas is poor. A new therapeutic strategy using interferon- gamma (IFN-g) as an immunstimulatore substance will start in Germany in 1997. One of the therapeutic problems in malignant gliomas is the high invasiveness of the tumor cells. Adhesion to the extracellular matrix molecule hyaluronic acid (HA) is involved in invasion. We addressed the question of whether IFN-g (i) influences the proliferation and (ii) changes the HA-binding capacity of malignant glioma cells.

Method T98G glioblastoma cells were incubated up to 4 days with IFN-g (30 and 300 IE/ml). Proliferation was measured by a colorimetric assay (MTT) and compared with untreated controls. Expression of the HA-receptor CD44 was determined by FACS-analysis using the mouse monoclonal antibody J-173. HA-adhesion was investigated using HA-coated (3 mg/ml), bovine serum albumin blocked 24-well-plates and compared with uncoated wells.

Results FN-g (300 IE/ml) inhibited proliferation to 76.3% (p < 0.0001) after 48 hours compared with untreated controls. This effect was mediated not only by inhibition of proliferation, but also by induction of cell-death, first seen 72 h after IFN-g incubation. 24 hours later only 24% of treated cells survived. 93.1% of T98G cells expressed CD44 (FACS-analysis). A specific HA-adhesion of glioma cells was shown: 85.5% of the cells adhered to HA, 13.3% to BSA compared with controls. 300 IE/ml IFN-g decreased HA-adhesion significantly (p < 0.001) to 37%, whereas BSA-adhesion remained unchanged.

Conclusion IFN-g inhibits tumor cell proliferation and diminishes the invasive properties of glioma cells via reduction of HA binding capacity. Our results support the use of IFN-g in the therapy of malignant gliomas.

Zusammenfassung

Hintergrund Die Prognose von Kindern mit Glioblastomen ist nach wie vor schlecht. Zur Optimierung der Behandlung soll im Rahmen der HIT/GBM-Studie ab 1997 eine Immuntherapie mit Interferon-gamma (IFN-g) angewendet werden. Gliomzellen sind durch hohe Invasivität gekennzeichnet, wobei Adhäsion an extrazelluläre Hyaluronsäure (HA) einer der ersten Schritte ist. Wir untersuchten deshalb den Einfluß von IFN-g auf die Proliferation und die HA-Bindungskapazität von malignen Gliomzellen.

Methode T98G Glioblastomzellen wurden in 96-Loch-Zellkulturplatten ausgesiedelt und bis zu vier Tagen kontinuierlich mit IFN-g in Dosen von 30 und 300 IE/ml behandelt. Die Proliferationsrate wurde kolorimetrisch (MTT-Test) untersucht. Die CD44 Expression wurde mit dem monoklonalem Antikörper J-173 bestimmt. Zur Analyse der HA-Adhäsion verwendeten wir mit HA (3 mg/ml) beschichtete, Albumin geblockte 24-Loch-Zellkulturplatten und verglichen die Adhäsion mit der an nicht-behandelten Wells.

Ergebnisse 300 IE/ml IFN-g führte zu einer signifikanten (p< 0,0001) Verminderung der Zellzahl auf 76,3% nach 48 h im Vergleich zur unhandelten Kontrolle. Der Effekt war nicht nur zytostasebedingt. Nach 72 h Inkubation wurde Absterben der Zellen beobachtet. Nach 96 h überlebten nur 24% der behandelten Zellen. 93,1 % der T98G Zellen exprimierten CD44 (FACS-Analyse). Eine spezifische Adhäsion der Glioblastomzellen an HA konnte nachgewiesen werden: Im Vergleich zur Kontrolle lag die HA-Adhäsion bei 85,5%, die Adhäsion an Albumin bei 13,3%. IFN-g (300 IE/ml) verminderte die HA-Adhäsion signifikant (p< 0,001) auf 37% ohne Einfluß auf die Albumin-Adhäsion.

Schlußfolgerung Wir konnten zeigen, daß IFN-g die Proliferationsrate von T98G Glioblastomzellen vermindert und Zelltod auslöst sowie die invasiven Eigenschaften anhand der verminderten HA-Adhäsion reduziert. Diese Daten sprechen für einen Einsatz des Zytokins in der Therapie maligner Gliome.

Key words

cell culture - extracellular matrix - hyaluronic acid - MTT

Schlüsselwörter

Zellkultur - extrazelluläre Matrix - Hyaluronsäure - MTT