La polarización de macrófagos Arginasa-1+ inducida por derrame pleural tuberculoso contribuye a la progresión del cáncer de pulmón a través de la señalización de autofagia


Resumen

Antecedentes

Algunos estudios epidemiológicos y experimentales han reportado la conexión entre la fibrosis tuberculosa y la aparición de cáncer de pulmón; sin embargo, los mecanismos subyacentes aún no están totalmente definidos y se desconoce el impacto de la polarización de los macrófagos (MФ) en la progresión del cáncer. El objetivo de esta investigación fue analizar la influencia de los MФ M2 Arginasa-1+ en la tumorigenicidad asistida por pleuritis tuberculosa tanto in vitro como in vivo.

Métodos

Se estudiaron las interacciones entre las células cancerígenas de pulmón A549 y los MФ M2 Arginasa-1+ inducidos por derrame pleural tuberculoso (EPT). Se estableció un modelo murino donde células cancerosas fueron inyectadas dos semanas después de la infección pleural con bacilo de Calmette–Guérin de Mycobacterium bovis para confirmar la participación de la fibrosis tuberculosa en la invasión tumoral.

Resultados

El incremento de los niveles de EPT en CXCL9 y CXCL10 promovió la polarización de MФ M2 Arginasa-1+ a partir de MФ de médula ósea murina. Esta polarización facilitó la expansión del cáncer de pulmón mediante la señalización de autofagia y la señalización de E-caderina in vitro. Un bloqueador de la arginasa-1 dirigido a MФ M2 Arginasa-1+ redujo de forma significativa tanto in vitro como in vivo el potencial metastásico inducido por la fibrosis tuberculosa en el cáncer de pulmón, disminuyendo la señalización de autofagia y la expresión de E-caderina.

Conclusión

La fibrosis pleural tuberculosa induce la polarización de MФ M2 Arginasa-1+, los cuales contribuyen a la metástasis del cáncer de pulmón a través de la autofagia y la señalización de E-caderina. Por lo tanto, los MФ asociados al tumor M2 Arginasa-1+ pueden representar un nuevo objetivo terapéutico para la progresión del cáncer de pulmón impulsada por la fibrosis tuberculosa.

Fondo

A pesar de que varios estudios epidemiológicos han sugerido una relación entre la tuberculosis (TB) y el desarrollo de cáncer, los mecanismos subyacentes aún no están claros.

Las funciones metabólicas y las propiedades inmunes de los macrófagos (MФ) en respuesta a la infección por M. tuberculosis están relacionadas con la patogenicidad y los resultados (4). En la fase de adaptación/resolución tardía, se produce un cambio metabólico y el aumento del nivel de PGC-1 beta promueve la polarización M2 e inhibe las respuestas proinflamatorias y antimicrobianas (5). M2 MФ predomina en los tejidos pulmonares granulomatosos en comparación con M1 MФ (6). El miARN exosomal de M2 MФ promueve la progresión de la fibrosis pulmonar (7).

Las MФ asociadas a tumores (TAM) desempeñan un papel protumoral en el microambiente tumoral al mejorar la tasa de invasión, extravasación y crecimiento de las células tumorales (8). El inmunosupresor TAM (M2) puede inhibir las células asesinas naturales y las células T durante la progresión del tumor (9).

En un estudio previo, se observó que el eje NOX4/autofagia mediaba la tumorigenicidad inducida por la fibrosis tuberculosa (10). Helfinger et al. encontraron que NOX4 regulaba la polarización MФ (11). Zhang et al. informaron que los M2 MФ educados por NOX4 tumoral promovían el crecimiento del cáncer de pulmón (12). Basándonos en estos resultados, planteamos la hipótesis de que la polarización de MФ después de la infección por tuberculosis contribuye a un microambiente propicio para la progresión del tumor y puede servir como una nueva diana terapéutica.

En esta investigación, el objetivo fue evaluar el efecto de la polarización de MФ M2 Arginasa-1 inducida por derrame pleural tuberculoso (TPE) en la invasión celular de A549 mediante un cocultivo in vitro. Se examinó la eficacia de la inhibición de la polarización de MФ M2 Arginasa-1 en el cáncer de pulmón asociado a la tuberculosis tanto in vitro como in vivo utilizando un modelo murino con pleuresía inducida por Calmette-Guérin de Mycobacterium bovis (BCG).

Métodos

Líneas celulares y animales.

La línea celular de adenocarcinoma humano A549, la línea celular de músculo pulmonar de ratón KLN205 y la línea celular de fibroblastos de ratón L-929 (American Type Culture Collection, Manassas, VA, EE. UU.) se mantuvieron de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Las células A549 se cultivaron en medio RPMI 1640 (BYLABS, Hanam, Corea) con suplemento de FBS al 10 %, penicilina 100 U/ml y estreptomicina 100 μg/ml a 37 °C en una incubadora con CO2 al 5 %. Las células KLN205 y L-929 se mantuvieron en condiciones similares. El medio de cultivo celular L-929 se recolectó, filtró y congeló siguiendo un procedimiento específico.

Se utilizaron ratones C57BL/6J de tipo salvaje (DooYeol Biotech, Seúl, Corea) en este estudio, criados en un vivero de la Universidad Hallym (Chuncheon, Corea). Todos los procedimientos con animales fueron aprobados por el Comité Institucional de Uso y Cuidado de Animales de la Universidad Hallym.

Reactivos y kits.

Se empleó el kit Human XL Cytokine Array (R&D Systems, Minneapolis, MN, EE. UU.) para comparar los perfiles de citocinas entre TPE y trasudado (T). Se adquirieron CXCL9 y CXCL10 recombinantes, así como anticuerpos neutralizantes contra estas citocinas de R&D Systems. Entre otros reactivos, se menciona el inhibidor de arginasa ácido 2 (S) -amino-6-boronohexanoico (ABH) de Cayman Chemicals (Ann Arbor, Michigan, EE. UU.), y los inhibidores de la autofagia 3-metiladenina (3-MA) y bafilomicina A1 (BafA1) de Enzo Life Sciences (Farmingdale, NY, EE. UU.).

Diferenciación y polarización de MФ derivada de la médula ósea.

Las MФ se generaron a partir de células de médula ósea de ratones C57BL/6J de 6 a 7 semanas de edad. Tras diferenciarse durante 6 días en un medio específico, se polarizaron con TPE o T para 48 h. Posteriormente, el sobrenadante de estas MФ se utilizó para tratar células A549.

Figura 1

El proceso de polarización de MФ M2 aumenta tras la exposición al derrame pleural tuberculoso. a: La producción de TPE-Arg-1+ MФ CM se representa en el diagrama esquemático. Tras la polarización MФ, el sobrenadante se añadió a células A549 y se incubaron. b: Se cuantificaron los marcadores M2 (Arg-1 y YM-1), M1 (iNOS y MCP-1) y panmacrófagos (CD68 y F4/80) mediante RT-qPCR después de la estimulación. **p < 0,01, #p < 0,05, ##p < 0,01

Imagen a tamaño completo

Extracción de ARN, PCR en tiempo real, Western blot y ensayo ELISA

El ARN total se obtuvo de células A549 y muestras de tejido pulmonar de ratón utilizando el reactivo easy-Blue (iNtRON Biotechnology, Seúl, Corea). Se realizaron diversos análisis moleculares y bioquímicos detallados que incluyeron PCR en tiempo real, Western blot y ensayos ELISA. Se describen los cebadores y procedimientos empleados para cada análisis.

Ensayo de invasión celular

El ensayo de invasión de células A549 y MФ se llevó a cabo utilizando cámaras Matrigel Transwell. Se detalla el proceso experimental y las condiciones utilizadas para analizar la invasión celular.

Microscopio de transmisión electrónica

Se examinaron las células A549 tratadas con diferentes tipos de MФ mediante microscopía electrónica de transmisión para observar la presencia de autofagosomas. Se menciona el uso de un fijador específico para la identificación de estructuras celulares.

Experimentos con animales

En los experimentos con animales, se utilizaron ratones para desarrollar un modelo de fibrosis pleural inducida por BCG. Se describe detalladamente el proceso de inyección, tratamiento y recolección de muestras para evaluar los efectos del tratamiento.

Truncado en 10000 caracteresTraducido automáticamente
Publicación Original

¿Quieres recibir semanalmente y gratuitamente todos los contenidos de Fisio One?

Artículos relacionados

Heterogeneidad en la expresión de PD-L1 entre ganglios linfáticos primarios y metastásicos: un predictor de la respuesta a la terapia EGFR-TKI en el cáncer de pulmón de células no pequeñas

Heterogeneidad en la expresión de PD-L1 entre ganglios linfáticos primarios y metastásicos: un predictor de la respuesta a la terapia EGFR-TKI en el cáncer de pulmón de células no pequeñas

ResumenAntecedentesNo hay evidencia concluyente que sugiera que la expresión del ligando 1 de muerte celular programada (PD-L1) sea un posible predictor de la respuesta a la terapia con EGFR-TKI en el cáncer de pulmón de células no pequeñas (CPCNP) avanzado con...