Ανοσορυθμιστικές δράσεις οπιοειδών

Abstract

Opioids are pluripotent agents, involved in a number of key actions, including antinociception, immunomodulation, inhibition of cancer cell growth and modulation of the motility of normal and cancer cells. The aim of the present study was to investigate opioid effects on two significant functions of the immune system: constitutive secretion and cell motility. Our results show that opioids decrease antibody and cytokine secretion by both multiple myeloma cell lines (LP-1 and RPMI8226) and normal B lymphocytes (CD19+) and inhibit their growth. On the contrary, secretion of IgE and IL-6 by U266 cells was increased, while their proliferation was also inhibited. Our data present for the first time two different mechanisms of opioid action on B-cells: an early, non-opioid receptorrelated mechanism, controlling antibody and cytokine secretion, and a receptormediated long-term action on cell growth. The first mechanism, involves JNK/c-Jun and/or p38/CREB to modulate secretion, while the second mechanism, involving opioid receptors, is mediated through PI3k/Akt inhibition to suppress cell proliferation. Both mechanisms relay the opioid system (circulating or locally produced opioids) in humoral immunity regulation. These data provide some additional information concerning opioid effects on B-cells, which until recently, are reported to be indirect, through the modulation of humoral agents secreted by other immune cells and interplay of distinct cell populations (e.g T-cells, macrophages). Further identification and characterization of signal transduction pathways responsible for these unique properties of opioids may represent major research challenge ahead. The study of lymphocyte migration in vitro is rather complicated, due to the need of cocultures of different cell systems. Therefore, we examined the effects of opioids on migration of cancer cells instead, since most structural and regulatory molecules used in the migratory process seem to be similar among migrating cells. Furthermore, the investigation of opioid effects on cancer cell migration may provide further information on their metastatic properties, as cell migration is a prerequisite for cancer metastasis. In order to examine opioid actions on cell motility, we used cancer cells of different origin (bladder, liver, cervix, ovary and breast). Our results showed that morphine has little effect on the metastatic properties (migration, adhesion and spreading on collagen type I) of hepatocyte (HepG2) and cervical (HeLa) cancer cells, while has not effect on breast (MCF-7) and ovarian cancer cells (SKOV-3). On the contrary, all opioids used, enhanced the metastatic properties of bladder cancer cells (T24 και EJ). Furthermore, 22 they induced invasiveness of these cells through ECM components, increased secretion of MMP-2 and -9 and induced rearrangements of filamentous actin cytoskeleton. These actions were mediated by p38, ERK 1/2, PI3k and -to a lesser degree- JNK activation through a non-opioid receptor related manner. Moreover, a novel interaction of opioids with bradykinin B2 receptor was characterized, mediating opioid effects on bladder cancer cell migration, suggesting a new role of opioids in the cancer process. ...

Τα οπιοειδή εμπλέκονται σε πολλές λειτουργίες δρώντας κυρίως ως αυτοκρινείς, παρακρινείς ή ορμονικοί παράγοντες. Εκτός από τη δράση τους στο νευρικό σύστημα και τις αναλγητικές τους ιδιότητες, έχει βρεθεί ότι επιδρούν στο ανοσοποιητικό σύστημα και ότι παίζουν σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση του πολλαπλασιασμού, της έκκρισης και της μεταναστευτικής ικανότητας φυσιολογικών και καρκινικών κυττάρων. Στόχος της παρούσας διατριβής αποτέλεσε η περαιτέρω διευκρίνηση της δράσης των οπιοειδών σε δύο παραμέτρους του ανοσολογικού συστήματος: την βασική έκκριση και την μεταναστευτική ικανότητα των κυττάρων. Τα αποτελέσματα μας έδειξαν ότι τα οπιοειδή έχουν την δυνατότητα να επηρεάζουν τη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος δρώντας άμεσα στα Β λεμφοκύτταρα. Παρουσιάζουν κυρίως κατασταλτικές ιδιότητες τόσο στην έκκριση αντισωμάτων και κυτταροκινών όσο και στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό, στα νεοπλασματικά (κυτταρικές σειρές πολλαπλού μυελώματος LP-1 και RPMI8226) και τα φυσιολογικά Β λεμφοκύτταρα (CD19+ Β-κύτταρα). Αντίθετα, αύξησαν την έκκριση των IgE και IL-6 από τα κύτταρα U266, ενώ, όπως παρατηρήθηκε και στις υπόλοιπες κυτταρικές σειρές, ανέστειλαν τον πολλαπλασιασμό τους. Μελετώντας τον ενδοκυττάριο μηχανισμό δράσης τους, ελέγχθηκε η ενεργοποίηση διάφορων σηματοδοτικών μορίων και βρέθηκε ότι οι δράσεις αυτές λαμβάνουν χώρα μέσω ξεχωριστών μηχανισμών. Η ρύθμιση της έκκρισης από τα οπιοειδή ελέγχεται κυρίως από τα σηματοδοτικά μονοπάτια p38/CREB και/ή JNK/c-jun, συμβαίνει σε μικρούς χρόνους και σε αυτή δεν συμμετέχει η ενεργοποίηση κλασσικών οπιοειδών υποδοχέων. Αντίθετα, η αναστολή του κυτταρικού πολλαπλασιασμού λαμβάνει χώρα μέσω των κλασσικών οπιοειδών υποδοχέων ενεργοποιώντας το σηματοδοτικό μονοπάτι PI3k/Akt και απαιτεί μεγάλους χρόνους (6 ημέρες). Τα δεδομένα αυτά παρέχουν επιπρόσθετες πληροφορίες όσον αφορά την διαλεύκανση της άμεσης δράσης των οπιοειδών στις λειτουργίες των Β- κυττάρων. Πράγματι, μέχρι πρόσφατα, η δράση αυτή αναφέρεται ότι είναι έμμεση, ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των Β-λεμφοκυττάρων με διαφορετικούς κυτταρικούς πληθυσμούς (π.χ. Τ-λεμφοκύτταρα, μακροφάγα) στους οποίους δρούν τα οπιοειδή. Η περαιτέρω διερεύνηση των ιδιοτήτων αυτών των οπιοειδών μπορεί να αποτελέσει σημαντικό πεδίο έρευνας που θα οδηγήσει στην πλήρη διασαφήνιση του ρόλου τους στην κυτταρική και χυμική ανοσία. Για την μελέτη της επίδρασης των οπιοειδών στη μεταναστευτική ικανότητα, δεδομένου ότι η μελέτη της μετανάστευσης των λεμφοκυττάρων είναι αρκετά πολύπλοκη, απαιτώντας την ύπαρξη ετερολόγων συστημάτων καλλιεργειών, ελέγθηκε 16 η επίδραση τους σε ένα απλούστερο σύστημα, αυτό των καρκινικών επιθηλιακών κυττάρων, καθώς τα περισσότερα δομικά και ρυθμιστικά μόρια που ελέγχουν την διαδικασία της μετανάστευσης είναι παρόμοια στα κύτταρα που μεταναστεύουν. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν καρκινικά κύτταρα διαφορετικής προέλευσης (ουροδόχος κύστη, ήπαρ, τράχηλος μήτρας, ωοθήκες και μαστός). Επιπλέον, η μελέτη της δράσης των οπιοειδών στην κυτταρική μετανάστευση των καρκινικών επιθηλιακών κυττάρων μπορεί να δώσει πληροφορίες για τον ρόλο τους στην καρκινική μετάσταση καθώς η μετανάστευση των καρκινικών κυττάρων αποτελεί προϋπόθεση για την έναρξη της μετάστασης καρκινικών όγκων. Τα αποτελέσματα μας έδειξαν ότι ειδικά η μορφίνη έχει μικρή κατασταλτική δράση στις μεταστατικές ιδιότητες (μεταναστευτική ικανότητα, προσκόλληση και εξάπλωση σε κολλαγόνο τύπου Ι) των κυττάρων καρκίνου ήπατος (HepG2) και τραχήλου μήτρας (HeLa), ενώ δεν παρουσίασε δράση στα κύτταρα καρκίνου μαστού (MCF-7) και ωοθηκών (SKOV-3). Αντίθετα, όλα τα οπιοειδή που ελέγχθηκαν προκάλεσαν αύξηση των μεταστατικών ιδιοτήτων των καρκινικών κυττάρων ουροδόχου κύστης (T24 και EJ). Επιπλέον, προκάλεσαν αύξηση της διηθητικότητας των κυττάρων αυτών μέσα από συστατικά της ECM, αύξηση της έκκρισης των MMP-2 και MMP-9 και αλλαγές στον κυτταροσκελετό της ακτίνης. Βρέθηκε επίσης ότι τα οπιοειδή ενεργοποιούν τις πρωτεΐνες p38, ERK 1/2 και PI3k και σε μικρότερο βαθμό την πρωτεΐνη JNK, προκαλώντας τις επακόλουθες αλλαγές στον κυτταροσκελετό και τελικά την αύξηση της μεταναστευτικής ικανότητας. Επιπλέον, αξίζει να σημειωθεί ότι οι παρατηρούμενες δράσεις στην μετανάστευση των κυττάρων T24 και EJ δεν επάγονται μέσω των οπιοειδών υποδοχέων, αλλά μέσω της αλληλεπίδρασης των οπιοειδών με τον υποδοχέα Β2 βραδυκινίνης. Τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής παρέχουν νέα δεδομένα για τις άμεσες δράσεις των οπιοειδών στην έκκριση αντισωμάτων από τα Β-λεμφοκύτταρα και για τον ρόλο τους στην κυτταρική μετανάστευση. Η διαλεύκανση του μηχανισμού δράσης των οπιοειδών στις βασικές αυτές λειτουργίες του ανοσοποιητικού συστήματος, μπορεί να οδηγήσει στην καλύτερη κατανόηση του ρόλου τους ως ανοσορυθμιστικών παραγόντων. ...