Διερεύνηση του ρόλου της πρωτεάσης ΚLK6 στη φλεγμονή και στον καρκίνο του δέρματος

Abstract

Kallikrein-related peptidase 6 (KLK6) is a serine protease and a key member of the proteolytic web in the epidermis that is aberrantly expressed in various diseases, including many cancer types. Nevertheless, the putative role(s) of KLK6 in non-melanoma skin cancer has not yet been investigated. KLK6 is expressed in the epidermis and is considered to play a crucial role in normal skin differentiation. Thus, the aim of this study was to investigate the putative implication of KLK6 in skin tumorigenesis in vivo. For this, chemical carcinogenesis was induced in the epidermis of wildtype, Klk6+/- and Klk6-/- mice by epidermal application of DMBA/TPA. Multistage skin tumor development and progression was monitored closely until squamous cell carcinomas (SCCs) andlater invasive tumors had developed. Highly diminished numbers and delayed onset of tumors revealed high resistance of Klk6-/ (but also Klk6+/-) mice to tumor growth and development when compared to wild-type mice. Moreover, histological analyses revealed that although tumors in wildtype mice progressed to SCCs upon prolonged (>1 year) chemical challege, the few tumors that developed in Klk6-/- were mainly benign papillomas. The relation between carcinogenesis and inflammation was assessed after chronic exposure of Klk6-/- and wild-type mice skin to TPA. The results indicated a profoundly low expression of proinflammatory cytokines in Klk6-/- skin in direct contrast to wild-type skin. Additionaly, attenuation of the ability of PDVC57 cells to form tumors was observed when implanted into Klk6-/- mice compared to wild-type mice. Collectively, our study identified KLK6 as a new tumor-promoting factor of early skin cancer and paved the way for extensive research towards therapeutic strategies since KLK6 is an important molecular link between skin inflammation and tumor promoting inflammatory processes.

Η καλλικρεΐνη 6 (KLK6) είναι μία σερινοπρωτεάση της οποίας η συγκέντρωση μεταβάλλεται δραστικά σε διάφορους τύπους καρκίνου, αλλά ο ρόλος της στον μη μελανωματικό καρκίνο του δέρματος, δεν έχει διερευνηθεί. Η KLK6 εκφράζεται στην επιδερμίδα και αποτελεί μέλος του επιδερμικού πρωτεολυτικού καταρράκτη ενώ έχει συνδεθεί με την φυσιολογική διαφοροποίηση του δέρματος. Στην παρούσα διατριβή ερευνήθηκε ο ρόλος της KLK6 στον μη μελανωματικό καρκίνο του δέρματος in vivo. Εφαρμόσαμε το κλασσικό πρωτόκολλο χημικής καρκινογένεσης (DΜΒΑ/ΤΡΑ) στην επιδερμίδα ποντικών αγρίου τύπου (wt) και ποντικών με γονότυπο Klk6-/- και Klk6+/-, αντιστοίχως, και παρακολουθήσαμε τόσο την ανάπτυξη των όγκων ποσοτικά, όσο και την εξέλιξή τους μελετώντας τα χαρακτηριστικά κακοήθειας σε πρώιμους καλοήθεις όγκους, και σε πλακώδη καρκινώματα. Τόσο τα Klk6-/- όσο και τα Klk6+/- ποντίκια ήταν εξαιρετικά ανθεκτικά στην ανάπτυξη όγκων σε σύγκριση με τους ποντικούς αγρίου τύπου. Αυτό εκφράστηκε με τον πολύ μικρό αριθμό όγκων που αναπτύχθηκαν, αλλά και με την πολύ καθυστερημένη έναρξη ανάπτυξής τουςσυγκριτικά με τα ποντίκια αγρίου τύπου. Οι ιστολογικές αναλύσεις των όγκων που αναπτύχθηκαν στα Klk6-/- ποντίκια μετά από παρατεταμένη (> 1 έτος) επιδερμική χορήγηση TPA αποκάλυψαν ότι οι όγκοι ήταν κυρίως καλοήθη θηλώματα, ενώ στα αγρίου τύπου ποντίκια οι όγκοι εξελίχθηκαν σε πλακώδη καρκινώματα (SCCs, squamous cell carcinomas). Στο δέρμα των ποντικών Klk6-/-παρουσιάστηκε σημαντική μείωση της φλεγμονής μετά από χρόνια έκθεση σε ΤΡΑ, πράγμα που υποδεικνύεται από την αξιοσημείωτα χαμηλή έκφραση των προφλεγμονωδών κυτταροκινών σε αντίθεση με το δέρμα των ποντικών αγρίου τύπου. Επιπρόσθετα, η ικανότητα των εμφυτευμένων καρκινικών κυττάρων PDVC57 να σχηματίσουν όγκους ήταν σημαντικά μειωμένη στα ποντίκια Klk6-/-. Η συγκεκριμένη μελέτη ταυτοποίησε, για πρώτη φορά, την πρωτεάση KLK6 ως νέο παράγοντα προαγωγής του καρκίνου του δέρματος από τα πρώιμα στάδια εξέλιξης των όγκων.Επιπρόσθετα, τεκμηριώνει ότι η KLK6 είναι ένας σημαντικός μοριακός παράγοντας στην ανάπτυξη της φλεγμονής του δέρματος και των φλεγμονωδών διεργασιών που προάγουν τους όγκους. Τέλος, τεκμηριώνει ότι η έλλειψη της Klk6 συνδέεται με την αξιοσημείωτη καταστολή της χημικώς προκαλούμενης καρκινογένεσης του δέρματος και με την εξέλιξη του όγκου in vivo. Η πιθανή αιτιότητα αυτού του αποτελέσματος είναι η ανεπαρκής επαγωγή της φλεγμονής κατά τη φάση της νεοπλασματικής εξέλιξης των όγκων.