Dissecting the role of aquaporin-1 (AQP1) and amiloride sensitive epitherial sodium channel (ENaC) in pleural mesothelioma biology

Abstract

Malignant Pleural Mesothelioma (MPM) caused by environmental exposure toasbestos, is an aggressive neoplasm of the thoracic pleural cavity. The role ofAquaporin1 (AQP1) and Epithelial Sodium Channel (ENaC) was characterized in thecontext of MPM biology. AQP1 and ENaC activity was evaluated by blockade withMercuric (II) Chloride (HgCl2) and amiloride respectively in order to assess their rolein MPM cell adhesion, cell migration, TnT formation, cell proliferation, spheroidformation, spheroid invasion, and gel contraction. Benign mesothelial cells (MeT-5A),epithelioid type MPM (M14K), biphasc MPM (MSTO) and sarcomatoid MPM (ZL34)cells were used to characterize the phenotypes on homologous cell derived ECM or FNtreated substratum. AQP1 inhibition with HgCl2 abolished cell adhesion in MeT-5Aand M14K cells. Cell migration was lowered in ZL34 cells, TnT formation was loweredin MeT-5A cells, in all cell types cell proliferation and spheroid formation wasimpacted negatively. Spheroid invasion and gel contraction was also diminishedsignificantly. ENaC blockade with amiloride enhanced cell adhesion in MPM cells, cellmigration was lowered in MeT-5A, MSTO and ZL34 cells. ENaC blockade loweredTnT formation in ZL34 cells. Cell proliferation, spheroid formation was negativelyinfluenced in MeT-5A, M14K and ZL34 cells and spheroid invasion was lowered onlyin MSTO cells. Gel contraction was significantly reduced in all cell types during ENaCactivity blockade with amiloride. These results highlight the important role of AQP1and ENaC in MPM biology.

Το Κακόηθες Μεσοθηλίωμα του Υπεζωκότα (ΚΜΥ) που προκαλείται απόπεριβαλλοντική έκθεση σε αμίαντο, είναι ένας επιθετικός καρκίνος της υπεζωκοτικήςκοιλότητας του θώρακα. Ο ρόλος της Υδατοπορίνης-1 (AQP1) και του επιθηλιακούδιάυλου νατρίου (ENaC) χαρακτηρίστηκε στα πλαίσια της βιολογίας του ΚΜΥ. Ηαναστολή της λειτουργίας της AQP1 και του ENaC σε κύτταρα μεσοθηλιώματος μεΧλωριούχο Υδράργυρο (HgCl2) και Αμιλορίδη αντίστοιχα, εξετάστηκαν στα πλαίσιατης κυτταρικής προσκόλλησης, κυτταρικής μετανάστευσης, σχηματισμούσηραγγωδών νανοσωλινίσκων (TnT), κυτταρικού πολλαπλασιασμού, σχηματισμούσφαιροειδών, διήθησης σφαιροειδών και συστολής γέλης κολλαγόνου. Καλοήθημεσοθηλιακά κύτταρα (MeT-5A), κύτταρα επιθηλιοειδούς (M14K), διφασικού(MSTO) και σαρκωματώδους (ZL34) τύπου ΚΜΥ χρησιμοποιήθηκαν για ναχαρακτηριστούν οι παραπάνω φαινότυποι σε υπόστρωμα ομόλογης κυτταρικάπροερχόμενης εξωκυττάρια μήτρα (ECM) ή ινωδονεκτίνης (FN). Η αναστολής τηςAQP1 με HgCl2 μείωσε την κυτταρική προσκόλληση των κυττάρων MeT-5A καιM14K, την κυτταρική μετανάστευση των κυττάρων ZL34, τον σχηματισμό TnT στακύτταρα MeT-5A, τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και τον σχηματισμό σφαιροειδώνσε όλους τους κυτταρικούς τύπους. Η διήθηση σφαιροειδών και η συστολής γέληςμειώθηκε επίσης σημαντικά. Η αναστολή του ENaC με αμιλορίδη αύξησε τηνκυτταρική προσκόλληση των κυττάρων ΚΜΥ αλλά μείωσε την κυτταρικήμετανάστευση των κυττάρων MeT-5A, MSTO και ZL34. Επίσης μείωσε τοσχηματισμό TnT στα κύτταρα ZL34 καθώς και τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό καισχηματισμό σφαιροειδών των κυττάρων MeT-5A, M14K και ZL34. Η διήθησησφαιροειδών μειώθηκε μόνο στην περίπτωση των κυττάρων MSTO. Η συστολή γέληςκολλαγόνου μειώθηκε σε όλους τους κυτταρικούς τύπους. Τα παραπάνω αποτελέσματα αναδεικνύουν ένα σημαντικό ρόλο για την AQP1 και το ENaC στηβιολογία του ΚΜΥ.