Papel de DUSP1 en progresión tumoral y en respuesta a CDDP en cáncer no microcítico de pulmón

Resumen

DUSP1 es una fosfatasa que regula la actividad de las MAPK, JNK y p38, que además tiene un papel significativo en la biología tumoral y en la resistencia al cisplatino (CDDP). En este trabajo se estudia la función de DUSP1 en cáncer no microcítico de pulmón (CNMP). Para ello se realizó un análisis diferencial de la expresión génica global entre células de CNMP parentales (H460v) y células con expresión de DUSP1 inhibida (H460cri). En este estudio se observó que la inhibición en la expresión de DUSP1 induce cambios en las rutas biológicas involucradas en angiogénesis, actividad MAP quinasa, señalización célula-célula, la actividad del factores de crecimiento y receptores tirosina-quinasa. Estas diferencias observadas en expresión génica se complementaron con ensayos funcionales para estudiar la implicación de DUSP1 en angiogénesis y metástasis. Se observó que en células H460, la inhibición de la expresión DUSP1 disminuye la capacidad migratoria e invasiva, el crecimiento de tumores en ratones inmunodeprimidos y la metástasis inducida por estas células. También se observó que la inhibición de DUSP1 reduce el potencial angiogénico in vivo, dato que correlaciona con una disminución de la producción de VEGFC. A raíz de estos resultados, se realizó una aproximación translacional con muestras de biopsias de tumores de pacientes con CNMP, observándose una estrecha correlación entre la expresión de VEGFC y DUSP1 en las zonas de mayor vascularización. La expresión de DUSP1 parece estar relacionada con la resistencia encontrada frecuentemente en pacientes de CNMP al CDDP, quimioterápico de uso habitual en este tumor. Por tanto, se quiso profundizar en el conocimiento del papel de DUSP1 en respuesta al CDDP en células de CNMP. Para ello, se trataron las células H460v y H460cri con CDDP a diferentes tiempos y se estudiaron los cambios en la expresión génica mediante el uso de microarrays de expresión. Los resultados obtenidos indican que las células H460cri son más sensibles al CDDP, con un aumento en el porcentaje en células apoptóticas tras su tratamiento con este agente. En ambas líneas celulares la apoptosis está mediada por la actividad de p38, aunque en células H460v la activación de la apoptosis es vía p38-ATF2, mientras que en células H460cri parece ser independiente de ATF2 Como conclusión los resultados indican que DUSP1 juega un papel importante en la progresión tumoral en CNMP, probablemente debido a su participación en los procesos de angiogénesis y metástasis; además DUSP1 parece estar implicada en la aparición de resistencia al agente CDDP a través de una sutil regulación de los procesos apoptotóticos mediados por la ruta p38. DUSP1 is a phosphatase that regulates the activity of the MAPK, JNK and p38, with an increasingly recognized implication in tumor biology and resistance to cisplatin (CDDP). To understand more about the role of DUSP1 in non-small cell lung cancer (NSCLC), gene expression analysis was performed comparing parental versus DUSP1- defficient H460 NSCLC cancer cells. Results showed that inhibition in DUSP1 expression induces changes in specific biological pathways including angiogenesis, MAP-kinase phosphatase activity, cell-cell signalling, growth factor and tyrosine-kinase receptor activity. Then, complementary functional assays were performed focussed on the implication of DUSP1 in angiogenesis and metastasis. In H460 cells, inhibition of DUSP1 expression resulted in a diminished capacity to migrate, invade, generate tumors in nude mice and to metastasize. Furthermore, H460cri cells have a reduced angiogenic potential in vivo, which correlates with a decrease in VEGFC expression. Finally, we studied the relevance of these findings in human NSCLC specimens. A significant correlation was found between VEGFC and DUSP1 expression that localize next to vascular structures. CDDP-based chemotherapy is the first option treatment in NSCLC and the expression of DUSP1 seems to be related to CDDP resistance in those patients. To gain insight into the cellular signaling pathways involving DUSP1 actions and the response to CDDP in NSCLC; H460v and H460cri cells were treated during different times with CDDP and the gene expression analysis was studied using microarrays. Results indicated the H460cri cells were more sensitive to CDDP and that the percentage of apoptotic cells increased after treatment. In both cell lines the apoptosis is mediated by p38 activity, although in H460v cells the activation of apoptosis occurs by p38-ATF2 pathway, while in H460cri cells seems to be independent of ATF2. Overall, this work provides evidence on the role of DUSP1 in tumor progression in NSCLC, which is probably related to its participation in angiogenesis and metastasis; moreover DUSP1 seems to be involved in CDDP resistance through subtle changes in apoptotic processes regulation mediated by p38 signalling pathway.