Estimation of the mechanisms mediating phenotypic transitions in the metastable populations of A549 cells co-cultured with peripherial blood monocytes

Nowotwory płuc cechuje duża heterogenność, przez co są one trudne do zdiagnozowania za pomocą markerów molekularnych, a same guzy nie są strukturalnie i funkcjonalnie jednolite. Różnice w statusie funkcjonalnym komórek budujących guz, wynikające m.in z aktywności układu odpornościowego, prowadzić mogą do progresji nowotworowej poprzez selekcje subpopulacji o zwiększonym potencjale metastatycznym. Komórki linii A549 cechuje występowanie obok siebie komórek o fenotypie mezenchymalnym oraz epitelioidalnym co wynika z przejść fenotypowych, które jak zaobserwowano w niniejszej pracy modulowane mogą być przez aktywne monocyty krwi obwodowej. Analizy ruchliwości oraz liczebności mikroklonów komórek A549 o morfologii epitelialnej, pośredniej i mezenchymalnej wykazały indukcję przejścia epitelialno-mezenchymalnego przez monocyty/makrofagi, która może zachodzić przynajmniej częściowo przez TNF-α. Jednak obserwacje zmian wzrostu ekspresji głównego czynnika biorącego udział w EMT, jakim jest Snail-1, pozwoliły stwierdzić, że te przejścia fenotypowe zachodzą niezależnie od funkcji białka Snail-1. Z drugiej strony, korelacja między ekspresją Snail-1 i Cx43 wskazuje na kontrolę Cx43 przez szlaki zależne od Snail-1. Obserwacje te wskazują, iż nacieki monocytarne mogą uczestniczyć w rozroście guzów wtórnych, a także w promocji powstawania guzów wtórnych drugiego rzędu w chorobie nowotworowej płuc.

High diversity of lung cancers makes them difficult to diagnose using molecular markers while lung tumours are characterized by high heterogeneity on both the structural and functional level. Differences in the functional status of the cells constituting the tumour, among others resulting from the immune system activity, can result in cancer progression through the preselection of invasive cell sub-populations. Human lung adenocarcinoma A549 cell line is characterized by the co-existence of epithelioid and fibroblastoid cells, which develop due to phenotypic transitions modulated, as demonstrated in this study, by activated peripherial blood monocytes. Analyses of motility and proliferation of the cells constituting A549 microclones displaying epithelioid, intermediate and mesenchymal morphology demonstrated the induction of EMT by monocytes/macrophages, at least partly mediated by TNF. However, monitoring of the expression pattern of Snail-1 - a master regulator of EMT- revealed that these events are Snail-1 independent. In contrast, a correlation between Snail-1 and Cx43 expression indicates the involvement of Snail-1 in the regulation of Cx43 expression in lung cancer cells. These observations indicate that monocytes/macrophages may participate in lung cancer progression and the formation of secondary metastases.