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Apoptotic human neutrophil peptide-1 anti-tumor activity revealed by cellular biomechanics.

Biochimica et biophysica acta (2014-12-03)
Diana Gaspar, João M Freire, Teresa R Pacheco, João T Barata, Miguel A R B Castanho
RESUMEN

Cancer remains a major cause of morbidity and mortality worldwide. Although progress has been made regarding chemotherapeutic agents, new therapies that combine increased selectivity and efficacy with low resistance are still needed. In the search for new anticancer agents, therapies based on biologically active peptides, in particular, antimicrobial peptides (AMPs), have attracted attention for their decreased resistance development and low cytotoxicity. Many AMPs have proved to be tumoricidal agents against human cancer cells, but their mode of action is still controversial. The existence of common properties shared by the membranes of bacteria and tumor cells points to similar lipid-targeting mechanisms in both cases. On the other hand, anticancer peptides (ACPs) also induce apoptosis and inhibit angiogenesis. Human neutrophil peptide-1 (HNP-1) is an endogenous AMP that has been implicated in different cellular phenomena such as tumor proliferation. The presence of HNP-1 in the serum/plasma of oncologic patients turns this peptide into a potential tumor biomarker. The present work reveals the different effects of HNP-1 on the biophysical and nanomechanical properties of solid and hematological tumor cells. Studies on cellular morphology, cellular stiffness, and membrane ultrastructure and charge using atomic force microscopy (AFM) and zeta potential measurements show a preferential binding of HNP-1 to solid tumor cells from human prostate adenocarcinoma when compared to human leukemia cells. AFM also reveals induction of apoptosis with cellular membrane defects at very low peptide concentrations. Understanding ACPs mode(s) of action will certainly open innovative pathways for drug development in cancer treatment.

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Sigma-Aldrich
Streptomycin sulfate salt, powder, BioReagent, suitable for cell culture
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Sigma-Aldrich
Ethylenediaminetetraacetic acid solution, 0.02% in DPBS (0.5 mM), sterile-filtered, BioReagent, suitable for cell culture
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Sigma-Aldrich
Ethylenediaminetetraacetic acid, anhydrous, crystalline, BioReagent, suitable for cell culture
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Sigma-Aldrich
Ethylenediaminetetraacetic acid, 99.995% trace metals basis
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Ethylenediaminetetraacetic acid, ACS reagent, 99.4-100.6%, powder
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Sigma-Aldrich
Diethyl azodicarboxylate solution, 40 wt. % in toluene
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Sigma-Aldrich
Streptomycin sulfate salt, powder, BioXtra, suitable for mouse embryo cell culture
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Glutaraldehyde solution, Grade I, 25% in H2O, specially purified for use as an electron microscopy fixative
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Sigma-Aldrich
Glutaraldehyde solution, 50 wt. % in H2O
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Glutaraldehyde solution, Grade II, 25% in H2O
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Glutaric dialdehyde solution, 50 wt. % in H2O, FCC
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Ethylenediaminetetraacetic acid, anhydrous, BioUltra, ≥99% (titration)
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Sigma-Aldrich
Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt solution, BioUltra, for molecular biology, pH 8.0, ~0.5 M in H2O
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Streptomycin Ready Made Solution, 100 mg/mL in water
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Ethylenediaminetetraacetic acid, purified grade, ≥98.5%, powder
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Glutaraldehyde solution, Grade I, 70% in H2O, specially purified for use as an electron microscopy fixative or other sophisticated use
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Glutaraldehyde solution, technical, ~50% in H2O (5.6 M)
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Sigma-Aldrich
Glutaraldehyde solution, Grade I, 50% in H2O, specially purified for use as an electron microscopy fixative or other sophisticated use
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Sigma-Aldrich
Glutaraldehyde solution, Grade I, 8% in H2O, specially purified for use as an electron microscopy fixative or other sophisticated use
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Sigma-Aldrich
Glutaraldehyde solution, 50% in H2O, suitable for photographic applications
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Sigma-Aldrich
Ethylenediaminetetraacetic acid, ≥98.0% (KT)
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Sigma-Aldrich
Ethylenediaminetetraacetic acid, BioUltra, ≥99.0% (KT)
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Streptomycin sulfate, European Pharmacopoeia (EP) Reference Standard
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Supelco
Streptomycin solution, ~1 mg/mL in 1 mM EDTA, analytical standard
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