Jak atorwastatyna działa na różne fenotypy NSCLC?
Badanie przeprowadzone na liniach komórkowych niedrobnokomórkowego raka płuca (NSCLC) wykazało, że atorwastatyna wykazuje zróżnicowane działanie przeciwnowotworowe w zależności od fenotypu komórek. Naukowcy analizowali wpływ statyny na proliferację, migrację i inwazję komórek o różnych profilach nabłonkowo-mezenchymalnych.
W ramach tego badania przeanalizowano sześć linii komórkowych NSCLC, które charakteryzowały się różną ekspresją markerów mezenchymalnych (wimentyna) i nabłonkowych (E-kadheryna). Zaobserwowano, że komórki o fenotypie mezenchymalnym (HOP-92, LU99), charakteryzujące się wysoką ekspresją wimentyny i brakiem ekspresji E-kadheryny na błonie komórkowej, wykazywały znacznie większą wrażliwość na działanie atorwastatyny niż komórki o fenotypie nabłonkowym. Atorwastatyna w stężeniach 1 μM i 0,3 μM znacząco zmniejszała żywotność odpowiednio komórek HOP-92 i LU99, podczas gdy komórki o fenotypie nabłonkowym (ABC-1, A549, NCI-H322M) wymagały znacznie wyższych stężeń (10-30 μM) do uzyskania podobnego efektu. Podobną tendencję zaobserwowano również w komórkach raka prostaty, gdzie mezenchymalne komórki PC-3 były bardziej wrażliwe na statyny niż komórki DU-145 wykazujące ekspresję E-kadheryny na błonie komórkowej.
- Komórki NSCLC o fenotypie mezenchymalnym są bardziej wrażliwe na atorwastatynę niż komórki nabłonkowe
- Skuteczne stężenie dla komórek mezenchymalnych wynosi 0,3-1 μM, podczas gdy komórki nabłonkowe wymagają 10-30 μM
- Atorwastatyna hamuje migrację i inwazję komórek mezenchymalnych poprzez wpływ na czynniki YAP/TAZ
- W badaniach in vivo lek skutecznie hamował przerzuty do płuc
Jak statyna ogranicza migrację i inwazję komórek?
Badanie wykazało, że atorwastatyna hamuje migrację i inwazję komórek mezenchymalnych. W teście gojenia ran (wound-healing assay) atorwastatyna dawkozależnie hamowała migrację komórek HOP-92, nie wpływając istotnie na komórki A549 czy NCI-H322M. Ponadto, w stężeniu 0,1 μM znacząco redukowała ruchliwość pojedynczych komórek HOP-92, co potwierdzono w analizie śledzenia komórek. W teście inwazji z wykorzystaniem Matrigelu, atorwastatyna hamowała inwazyjność komórek HOP-92 do 35% wartości kontrolnej, nie wpływając istotnie na komórki o fenotypie nabłonkowym.
- Atorwastatyna może być potencjalną opcją w leczeniu agresywnych form NSCLC o fenotypie mezenchymalnym
- Szczególnie skuteczna w przypadkach z wysoką aktywnością szlaku YAP/TAZ
- Może stanowić alternatywę dla pacjentów opornych na standardową chemioterapię i inhibitory EGFR
- Konieczne jest określenie fenotypu nowotworu przed rozpoczęciem terapii
Jak hamowanie YAP/TAZ wpływa na proliferację komórek?
Kluczowym odkryciem było wyjaśnienie mechanizmu molekularnego odpowiedzialnego za różnice w wrażliwości na atorwastatynę. Badacze wykazali, że statyna hamuje jądrową lokalizację czynników transkrypcyjnych YAP/TAZ (efektorów szlaku Hippo) w komórkach mezenchymalnych, ale nie w komórkach nabłonkowych. Atorwastatyna dawkozależnie zmniejszała ekspresję genów docelowych YAP/TAZ (ANKRD1, AXL, CTGF, CYR61, SLC2A1) w komórkach HOP-92, przy minimalnym wpływie na komórki NCI-H322M. Co istotne, analiza ekspresji genów w 143 liniach komórkowych NSCLC wykazała, że komórki mezenchymalne charakteryzują się wyższą ekspresją genów docelowych YAP/TAZ niż komórki nabłonkowe.
Wyciszenie ekspresji YAP i TAZ za pomocą siRNA spowodowało zahamowanie proliferacji wszystkich badanych linii komórkowych NSCLC, niezależnie od ich fenotypu nabłonkowo-mezenchymalnego. Zaobserwowano również, że wyciszenie YAP prowadziło do zwiększenia poziomu białka TAZ we wszystkich liniach komórkowych z wyjątkiem ABC-1, sugerując istnienie mechanizmu kompensacyjnego pomiędzy tymi czynnikami. Warto zauważyć, że gdy wyciszano tylko jeden z czynników, inhibicja TAZ redukowała proliferację wszystkich testowanych linii komórkowych, podczas gdy wyciszenie YAP zmniejszało proliferację tylko w komórkach LU99, ABC-1 i A549. Zastosowanie różnych siRNA potwierdziło brak efektów niespecyficznych.
Jak wyniki badań in vivo i zmiany sygnalizacji wpływają na terapię?
Badania in vivo na modelu błony omoczniowo-kosmówkowej (CAM) zarodków kurzych wykazały, że atorwastatyna hamuje przerzutowanie komórek HOP-92 do płuc, nie wpływając istotnie na przerzuty do wątroby. W modelu ksenograftowym u myszy, komórki HOP-92 wykazywały tendencję do szybszego zanikania w grupie leczonej atorwastatyną, choć różnica nie była statystycznie istotna. W grupie kontrolnej sygnały bioluminescencyjne pochodzące z komórek HOP-92-Luc były obserwowane u wszystkich osobników po jednym i dwóch tygodniach od transplantacji, podczas gdy w grupie leczonej atorwastatyną nie zaobserwowano wyraźnego sygnału u trzech z pięciu myszy po tygodniu, a po dwóch tygodniach sygnał był widoczny tylko u dwóch myszy.
Badacze zaobserwowali również, że atorwastatyna promowała fosforylację YAP w mezenchymalnych komórkach HOP-92, ale miała niewielki wpływ na komórki nabłonkowe NCI-H322M. Fosforylacja YAP/TAZ prowadzi do ich translokacji z jądra do cytoplazmy, co hamuje ich aktywność transkrypcyjną. Ta różnica w odpowiedzi komórkowej na statyny może leżeć u podstaw zróżnicowanej wrażliwości fenotypów mezenchymalnych i nabłonkowych na leczenie.
Jak różnice w odpowiedzi na atorwastatynę mogą kierować terapią?
Interesujące jest, że nawet wśród komórek mezenchymalnych zaobserwowano pewne różnice w odpowiedzi na atorwastatynę. Komórki RERF-LC-MS były mniej wrażliwe na atorwastatynę w porównaniu z pozostałymi dwoma liniami mezenchymalnymi. Leczenie 3 μM atorwastatyną nie zmieniało lokalizacji jądrowej YAP/TAZ i powodowało jedynie umiarkowane zmniejszenie żywotności komórek. Ponadto, podwójny knockdown YAP/TAZ indukował tylko ograniczone zahamowanie wzrostu w RERF-LC-MS w porównaniu z innymi komórkami mezenchymalnymi, co może odzwierciedlać zmniejszoną zależność od sygnalizacji YAP/TAZ w tej linii komórkowej.
Wyniki badania sugerują, że atorwastatyna hamuje proliferację, ruchliwość, inwazję i przerzutowanie mezenchymalnych komórek NSCLC poprzez inhibicję aktywności YAP/TAZ. Statyny mogą zatem stanowić potencjalną opcję terapeutyczną w leczeniu wysoce złośliwych, mezenchymalnych NSCLC charakteryzujących się wysoką aktywnością YAP/TAZ, które często wykazują oporność na standardową chemioterapię i inhibitory kinazy tyrozynowej EGFR.
Podsumowanie
Badanie wykazało zróżnicowane działanie przeciwnowotworowe atorwastatyny w zależności od fenotypu komórek NSCLC. Komórki o fenotypie mezenchymalnym wykazywały znacznie większą wrażliwość na lek niż komórki nabłonkowe, reagując na niższe stężenia. Atorwastatyna skutecznie hamowała migrację i inwazję komórek mezenchymalnych poprzez wpływ na jądrową lokalizację czynników transkrypcyjnych YAP/TAZ. Badania in vivo potwierdziły skuteczność statyny w hamowaniu przerzutów do płuc. Wyniki sugerują potencjalne zastosowanie atorwastatyny w leczeniu agresywnych form NSCLC o fenotypie mezenchymalnym, które często wykazują oporność na standardowe terapie. Odkrycie mechanizmu działania leku poprzez szlak YAP/TAZ otwiera nowe możliwości w targetowaniu komórek nowotworowych.
