Elucidating the impact of IL-17A/F in lung cancer

Abstract

Lung cancer is the leading cause of cancer mortality with an incidence of approximately 1.6 million new cases per year. More recently, several reports have been associating inflammation with development of lung carcinogenesis. The inflammation arises from the interplay between host cells and signaling molecules, such as cytokines. Despite their well-characterized proinflammatory functions, the role of interleukin-17 (IL-17) cytokine family members in tumor pathogenesis remains controversial. While interleukin-17 A (IL-17A) exhibited both pro and anti-tumor roles, interleukin-17 F (IL-17F), which shares the strongest sequence homology to IL-17A, has been suggested as a candidate for cancer therapy. As for lung cancer, while IL 17A has been found to augment tumor growth, the relevance of IL-17F has not been addressed. The re analysis of lung cancer ribonucleic acid (RNA) expression of public data sets showed a positive correlation between IL-17F expression and patient survival. Thus, the aim of this project was to analyze in depth the effects of IL-17A and IL-17F in lung cancer. Specifically, we addressed the pro or anti-tumoral function of both cytokines in several cell features, such as migration, cell viability and metabolism. To address whether IL-17A/F effect is specific to tumoral cell, we stimulated human and mice lung cancer cell lines in vitro. No alteration in viability, migration and metabolism was observed upon stimulation with IL-17A/F. Macrophages are one of the most abundant immune cells in tumor microenvironment (TME) with a significant role in tumor progression in several cancers. We have previously observed that IL-17F induce a quiescent state on murine bone marrow macrophages. Therefore, we hypothesized that the effect of IL-17F on lung cancer might be indirectly via immune cells, specifically macrophages. To evaluate the effect of IL-17A/F on the crosstalk between the lung cancer cells and macrophages, we submit Lewis Lung Carcinoma 1 (LLC1) cell line to conditioned media (CM) of IL-17A or F stimulated macrophages. Interestingly, CM from IL-17F stimulated macrophages, promoted murine lung cancer cells progression through a enhance migration capacity and both CM enhanced in vivo tumor growth. Contrarily of The Cancer Genome Atlas (TCGA) analysis, our results indicate a pro tumoral role of both cytokines through macrophage manipulation. Future studies will evaluate the intratumoral overexpression of each cytokine in immunocompetent murine models. Alternatively, the effect of each cytokine on other immune cell types should be aimed to provide a global picture of potential pro- or anti-tumoral effect.

O cancro do pulmão é a principal causa de morte por cancro, com uma incidência de aproximadamente 1,6 milhões de novos casos por ano. Recentemente, vários estudos relacionaram o envolvimento da inflamação no desenvolvimento da neoplasia pulmonar. A inflamação é caracterizada pela interação entre as células do sistema imune e as moléculas de sinalização, como as interleucinas. Apesar das suas funções pró-inflamatórias estarem bem caracterizadas, o papel da família da Interleucina-17 (IL-17) na progressão tumoral permanece controverso. Enquanto a Interleucina-17A (IL 17A) demonstrou funções pró- e anti- tumorais, a Interleucina-17F (IL-17F), que compartilha forte homologia com a IL-17A, tem sido sugerida como um candidato para a terapia do cancro. Relativamente ao cancro do pulmão, enquanto a IL-17A foi associada ao crescimento tumoral, a relevância da IL-17F não foi abordada. A reanálise da expressão de ácido ribonucleico (RNA) a partir de dados públicos, demostrou uma correlação positiva entre a expressão de IL-17F e uma melhor sobrevida nos pacientes. Assim, o objetivo deste projeto é analisar a função da IL-17A e F no cancro de pulmão. Especificamente, abordamos o efeito de ambas interleucinas em várias características celulares, tais como a viabilidade, migração e metabolismo. Para abordar se o efeito da IL-17A/F é específico para células tumorais, estimulamos, in vitro, linhas humanas e de ratinho. Nenhuma alteração na viabilidade, migração e metabolismo foi observada após estimulação com IL-17A/F. Os macrófagos são uma das células imunes mais abundantes no microambiente tumoral, com um papel significativo na progressão tumoral em vários tipos de cancro. De facto, observamos que a IL-17F induz um estado quiescente em macrófagos da medula óssea de ratinho. Portanto, sugerimos que o efeito da IL-17F pode ser indiretamente via macrófagos. Para tal, submetemos a linhagem Lewis Lung Carcinoma 1 (LLC1) ao meio condicionado (CM) de macrófagos estimulados com IL-17A ou F. Curiosamente, o CM proveniente da estimulação com IL-17F, promoveu a capacidade migratória das células tumorais, e ambos os CM aumentaram o crescimento tumoral in vivo. Ao contrário da análise do Atlas do Genoma do Cancro (TCGA), nossos resultados indicam um papel pró-tumoral de ambas as interleucinas através da manipulação de macrófagos. Estudos futuros avaliarão a sobreexpressão intratumoral de cada interleucina, em modelos murinos imunocompetentes. Alternativamente, o efeito de cada interleucina em outros tipos de células imunológicas deve ser estudado, de modo a fornecer uma visão global do potencial efeito pró- ou anti- tumoral.