Pokaż cały numer - FPN - Farmaceutyczny PrzeglÄ d Naukowy

Farm Przegl Nauk, 2009,8, 17-23
copyright © 2009 Grupa dr. A. R. Kwiecińskiego ISSN 1425-5073
Ekspresja żelatynaz A i B oraz inwazyjność komórek raka płuc
i raka pęcherza moczowego w hodowlach in vitro
traktowanych wybranymi tetracyklinami*
Expression of Gelatinases A and B and The Invasiveness
of in vitro Cultured Lung Cancer and Bladder Cancer Cells
Treated with Selected Tetracyclines
Daniel Sypniewski, Ilona Bednarek, Sabina Gałka, Anna Bryła, Grzegorz Machnik,
Tomasz Loch, Dagna Sołtysik, Daria Błaszczyk
Zakład Biotechnologii i Inżynierii Genetycznej Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach
Streszczenie
Metaloproteazy macierzy pozakomórkowej (MMP) należą
do enzymów biorących udział w licznych procesach zarówno
o charakterze fizjologicznym (np. jak gojenie się ran), jak
również patologicznym, w tym przede wszystkim w onkogenezie.
Ze względu na swój wielostronny wpływ na rozwój
i progresję nowotworów złośliwych, nadekspresja genów
kodujących MMP - zwłaszcza żelatynazę A i B (MMP-2
i MMP-9) - jest uważana za jeden z głównych czynników
prognozujących nasiloną inwazyjność nowotworu. W pracy
przedstawiono wyniki analizy wpływu wybranych tetracyklin
(doksycykliny, oksytetracykliny, tetracykliny i limecykliny),
które wykazują zdolność do modulacji ekspresji i aktywności
MMP, na inwazyjność komórek nowotworowych raka płuc
oraz raka pęcherza in vitro (linie komórkowe A549 i T24).
Do wyznaczenia optymalnych stężeń i czasu traktowania zastosowano
test MTT. Następnie zbadano wpływ tetracyklin
na ekspresję żelatynazy A i B na poziomie mRNA i białka.
Wykazano zależność ekspresji mRNA genów kodujących
żelatynazy od stężenia badanych modulatorów, choć różnice
w zależności od użytego związku oraz linii komórkowej były
dość istotne. Na poziomie białka, za pomocą zymografii, wykazano
zależny od dawki spadek ekspresji obu żelatynaz we
wszystkich badanych hodowlach. W kolejnym etapie badań
analizowano wpływ badanych modulatorów MMP na efekty
fenotypowe w hodowlach komórek nowotworowych. Wykazano
istotny spadek potencjału inwazyjnego komórek obu
linii po traktowaniu tetracyklinami - ruchliwość i migracja
komórek nowotworowych w teście wound healing assay malała
wraz ze wzrostem stężenia danego modulatora. Badanie
adhezji komórek do białek matriżelu wykazało, iż proces ten
jest silnie hamowany głównie przez tetracyklinę, jednak tylko w
przypadku komórek raka płuc. Ogólnie najsilniejszy wpływ modulacyjny,
zarówno na ekspresję żelatynaz, jak i na inwazyjność
komórek nowotworowych, wykazała doksycyklina, co znajduje
odzwierciedlenie w doniesieniach innych autorów.
Słowa kluczowe: metaloproteazy macierzy pozakomórkowej
(MMP), żelatynaza A i B (MMP-2 i MMP-9), tetracykliny, inwazyjność
nowotworów, rak płuca, rak pęcherza.
Abstract
Matrix metalloproteinases (MMPs) are enzymes involved
in numerous physiological (e.g. wound healing), as well as
pathological processes where oncogenesis is the most significant
one. Due to their multifunctionality in tumour promotion
and progression, MMPs - especially gelatinase A and B
(MMP-2, MMP-9) - overexpression is considered to be the
major prognostic factor in cancer invasiveness. In this study
we performed analysis of the influence of selected tetracyclines
(doxycycline, oxytetracycline, tetracycline, and limecycline),
which were postulated to be capable of modulating
MMPs expression, on the lung cancer and bladder cancer
cells invasiveness in vitro (A549 and T24 cell lines). MTT
test was used to determine optimal concentrations and treatment
intervals in the experiments. Then, we analysed the
influence of the tetracyclines on gelatinase A and B expression
both at mRNA, and protein level. Generally, mRNA expression
depended on the concentration of the modulators,
although there were significant differences depending on the
cell line or modulator type. At the protein level there was a
concentration-dependent decrease in the gelatinases expression
in all studied cultures, as was ascertained zymographically.
Further research was focused on the problem how
MMP modulators effected cancer cells phenotype. Obtained
results indicate there was a decrease in invasive potential of
both cell lines after tetracyclines treatment; cell motility and
migration decreased as the concentration of the certain modulator
increased, as was shown in wound healing assay. Cell
adhesion to matrigel proteins showed that only tetracycline
performed significant inhibitory effect on that process in lung
cancer cell cultures. Taken together our results indicated that
the strongest inhibition on both gelatinases expression, and on
cancer invasiveness was performed by doxycycline. These results
are in concordance with other papers.
Key words: matrix metalloproteinases (MMPs), gelatinase A
and B (MMP-2 and MMP-9), tetracyclines, cancer invasiveness,
lung cancer, bladder cancer.
* Praca sfinansowana częściowo ze środków na badania własne (KNW-2-133/08) oraz statutowe ŚUM (KNW-1-145/08).
17