Analysis of the effects of ADAM17 and ADAM10 inhibitors on proliferation and expression of selected genes in a TSC2-deficient cell line, a cell model of lymphangioleiomyomatosis

Limfangioleiomiomatoza (LAM) jest rzadką chorobą płuc, klasyfikowaną jako nowotwór o niskim stopniu złośliwości. Cechuje się obecnością nieprawidłowych komórek o fenotypie podobnym do komórek mięśni gładkich w tkance płucnej, które proliferują i różnicują się w sposób niekontrolowany. Charakterystycznymi objawami są narastająca duszność, zmniejszona wydolność płuc i potencjalnie odma opłucnowa. Podłożem genetycznym tej choroby są mutacje w genach TSC1 lub TSC2, które powodują deregulacje szlaku kinazy mTOR odpowiedzialnego m.in za kontrolę proliferacji, wzrostu i migracji komórek. Za kontrolę tych procesów odpowiedzialne są także czynniki wzrostu z rodziny EGF, które stanowią substraty dla białek ADAM. Szedazy z rodziny ADAM regulują działanie wielu białek, poprzez ich ograniczoną proteolizę (ang. shedding) i odgrywają istotną rolę m.in w procesie nowotworzenia. W tej pracy badano wpływ inhibitorów ADAM10 i ADAM17 (GW 280264X) oraz ADAM10 (GI 254023X), w warunkach znacznego ograniczenia stężenia egzogennych czynników wzrostu, na tempo proliferacji komórek 621-101 (stanowiących model LAM), oraz na ekspresję genów: MCP-I, Epireguliny i IL-8. Ich nadekspresja u pacjentek z LAM jest związana z deregulacją proliferacji komórek (IL-8, Epiregulina) i ich migracji (MCP-I, Epiregulina). Przeprowadzone doświadczenia ukazały, że w wyniku inhibicji ADAM10 i ADAM17 nastąpił spadek tempa proliferacji komórek 621-101, oraz wzrost poziomu ekspresji genów MCP-I, Epireguliny i IL-8. Inhibicja ADAM10 nie wykazała istotnego statystycznie wpływu na tempo proliferacji komórek, miała jednak konsekwencje w postaci nieznacznego wzrostu poziomu ekspresji badanych genów. Otrzymane wyniki sugerują potencjalny mechanizm wpływu inhibitorów ADAM10/17 na biologię komórek LAM.

Lymphangioleiomyomatosis (LAM) is a rare lung disease, classified as a low-grade neoplasm. It is characterized by the colonization of the lung with abnormal cells, which resemble smooth muscle cells in terms of phenotype, and proliferate and differentiate in uncontrolled manner . Symptoms include increasing dyspnoea, decline in lung function and sometimes eventually pneumothorax. The genetic basis of the disease involves mutations in the TSC1 or TSC2 genes, which cause dysregulation of the mTOR kinase pathway, which controls cell proliferation, growth, and migration. Many members of epidermal growth factor (EGF) family of ligands cleaved by ADAM sheddases, also play a role in regulating these processes. Members of the ADAM family regulate the activity of numerous proteins through proteolysis (shedding), thereby playing an important role in i.e. cancerogenesis. This study explored the effects of ADAM10 and ADAM17 inhibitor (GW 280264X) and ADAM10 inhibitor (GI 254023X) on the proliferation rate and the expression of MCP-I, Epiregulin and IL-8 in 621-101 cells (approved LAM model), under significantly reduced concentration of exogenous growth factors. Overexpression of these genes in LAM patients is linked to deregulated cell proliferation (IL-8, Epiregulin) and migration (MCP-I, Epiregulin). The conducted experiments showed a decreased proliferation rate, and increased level of MCP-I, Epiregulin and IL-8 in 621-101 cells as a result of ADAM10/17 inhibition. ADAM10 inhibition did not have a statistically significant effect on the proliferation rate. However, it caused a slight increase in the level of studied genes. Obtained results suggest a potential mechanism through which ADAM10/17 inhibitors influence the biology of LAM cells.