The role of the immune system in respiratory mutagenesis

Introduction: Lung cancer is the leading cause of cancer death worldwide. Adenocarcinoma is the most frequently diagnosed histological type of NSCL and affects both sexes almost equally. Epidemiological studies link an increased risk of adenocarcinoma in people with chronic smoking-related inflammation. It is generally believed that inflammation contributes to the creation of a specific microenvironment that induces the growth and progression of cancer cells. This microenvironment includes complex interactions between myeloid and cancer cells. According to literature mast cells and macrophages in some malignancies have a pro-tumorigenic role while in other cases a protective role for the host. However, the exact function of these cells remains unknown. This study is designed in order to investigate and clarify the role of mast cells and macrophages in all stages of lung adenocarcinoma progression. Materials and methods: We used different strains of mice deficient in mast cells (cKitWsh and Cpa3.Cre) and macrophages (Lyz2Cre;DTA). We induced lung adenocarcinoma using the tobacco chemical carcinogen urethane, expression of the oncogene KRASG12D in respiratory epithelium, and subcutaneous injection of lung adenocarcinoma cells. Moreover, we derived mast cells and macrophages gene signatures from murine bone marrow-derived and used them to interrogate five human cohorts of LADC patients. Finally, the presence of myeloid cells (mast cells and macrophages) was assessed in human lung adenocarcinomas. Results: Our results show that mast cells and macrophages are required in lung adenocarcinoma, since Cpa3.Cre and Lyz2Cre;DTA mice were protected by urethane, cKitWsh mice by KRASG12D, and all lung adenocarcinoma strains induced by LLC, FULA and CULA cell lines. Both KIT+ and KIT- mast cells infiltrated murine lung adenocarcinoma to varying degrees, but KIT+ were more abundant and promoted lung adenocarcinoma initiation and progression through interleukin-1β secretion. Also, M-CSF macrophages promote lung adenocarcinoma partly by secreting IL-1β. The numbers of mast cells and macrophages respectively were increased in human lung adenocarcinomas. Conclusion: In our findings indicate that KIT+ mast cells and M-CSF macrophages fuel the formation, growth, and metastasis of KRAS mutant lung adenocarcinoma in mice partly by secreting interleukin 1β.Εισαγωγή: Ο καρκίνος του πνεύμονα είναι η κύρια αιτία θανάτου παγκοσμίως από καρκίνο. Το αδενοκαρκίνωμα, είναι ο συχνότερος ιστολογικός τύπος μη-μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα και αφορά σχεδόν εξίσου και τα δύο φύλα. Επιδημιολογικές μελέτες συνδέουν τον αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης αδενοκαρκινώματος σε άτομα με την χρόνια φλεγμονή που σχετίζεται με το κάπνισμα. Είναι ευρέως αποδεκτό, ότι η φλεγμονή συμβάλλει στη δημιουργία ενός ειδικού μικροπεριβάλλοντος που επάγει την ανάπτυξη και την εξέλιξη των καρκινικών κυττάρων. Το μικροπεριβάλλον αυτό περιλαμβάνει σύνθετες αλληλεπιδράσεις μεταξύ κυττάρων του ανοσοποιητικού και καρκινικών κυττάρων. Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, τα μαστοκύτταρα και τα μακροφάγα έχουν ογκογενετικό ρόλο σε ορισμένες κακοήθειες, ενώ σε άλλες περιπτώσεις προστατευτικό ρόλο για τον ξενιστή. Παρόλα αυτά, η επιστράτευση και η ακριβής λειτουργία των κυττάρων αυτών στην ανάπτυξη/εξέλιξη του καρκίνου και ειδικότερα του αδενοκαρκινώματος του πνεύμονα δεν έχει διευκρινισθεί πλήρως. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση και αποσαφήνιση του ρόλου των μαστοκυττάρων και των μακροφάγων σε όλα τα στάδια εξέλιξης του αδενοκαρκινώματος πνεύμονα, από την πρωτοπαθή εστία ως την μεταστατική διασπορά. Υλικά και μέθοδοι: Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήσαμε διαφορετικά στελέχη ποντικών που παρουσιάζουν έλλειψη μαστοκυττάρων (cKitWsh και Cpa3.Cre) και μακροφάγων (Lyz2Cre;DTA). Στα στελέχη των ποντικών αυτών έγινε επαγωγή της ανάπτυξης αδενοκαρκινώματος πνεύμονα χρησιμοποιώντας, το χημικό καρκινογόνο του καπνού ουρεθάνη, την έκφραση του ογκογονιδίου KRASG12D στο αναπνευστικό επιθήλιο, και την υποδόρια έγχυση κύτταρων αδενοκαρκινώματος πνεύμονα. Επιπλέον, μελετήσαμε την γονιδιακή υπογραφή των μαστοκυττάρων και των μακροφάγων που προέρχονται από μυελό των οστών ποντικού και τις χρησιμοποιήσαμε για να εξετάσουμε πέντε ομάδες ασθενών με αδενοκαρκίνωμα πνεύμονα. Τέλος, η παρουσία των μυελοειδών κυττάρων (μαστοκυττάρων και μακροφάγων) αξιολογήθηκε σε δείγματα ασθενών με αδενοκαρκίνωμα πνεύμονα. Αποτελέσματα: Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι τα μαστοκυττάρα και τα μακροφάγα είναι σημαντικά για την ανάπτυξη του αδενοκαρκινώματος του πνεύμονα, καθώς τα Cpa3.Cre και Lyz2Cre;DTA στελέχη ποντικών ήταν προστατευμένα από την ουρεθάνη, τα cKitWsh ποντίκια από την επαγωγή KRASG12D, και όλα τα στελέχη από αδενοκαρκίνωμα του πνεύμονα που προκαλείται από τις LLC, FULA και CULA καρκινικές κυτταρικές σειρές. Τόσο τα KIT+ όσο και τα KIT- μαστοκύτταρα διήθησαν το αδενοκαρκίνωμα πνεύμονα ποντικού σε διάφορους βαθμούς, αλλά τα KIT+ ήταν περισσότερα και προώθησαν την έναρξη και την εξέλιξη του αδενοκαρκινώματος πνεύμονα μέσω της έκκρισης IL-1β. Επίσης, τα M-CSF μακροφάγα προάγουν το αδενοκαρκίνωμα πνεύμονα εν μέρει εκκρίνοντας IL-1β. Ο αριθμός των μαστοκυττάρων και των μακροφάγων αντίστοιχα, ήταν αυξημένος στα ιστικά δείγματα αδενοκαρκινώματος πνεύμονα ασθενών. Συμπεράσματα: Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι τα KIT+ μαστοκύτταρα και τα M-CSF μακροφάγα τροφοδοτούν το σχηματισμό, την ανάπτυξη και τη μετάσταση του μεταλλαγμένου KRAS αδενοκαρκινώματος πνεύμονα σε ποντικούς εν μέρει εκκρίνοντας IL-1β

“Crosstalk between non-coding RNAs and transcription factor LRF in non-small cell lung cancer”

Epigenetic approaches in direct correlation with assessment of critical genetic mutations in non-small cell lung cancer (NSCLC) are currently very intensive, as the epigenetic components underlying NSCLC development and progression have attained high recognition. In this level of research, established human NSCLC cell lines as well as experimental animals are widely used to detect novel biomarkers and pharmacological targets to treat NSCLC. The epigenetic background holds a great potential for the identification of epi-biomarkers for treatment response however, it is highly complex and requires precise definition as these phenomena are variable between NSCLC subtypes and systems origin.We engaged an in-depth characterization of non-coding (nc)RNAs prevalent in human KRAS-mutant NSCLC cell lines A549 and H460 and mouse KRAS-mutant NSCLC tissue by Next Generation Sequencing (NGS) and quantitative Real Time PCRs (qPCRs). Also, the transcription factor (TF) LRF, a known epigenetic silencer, was examined as a modulator of non-coding RNAs expression. Finally, interacting networks underlying epigenetic variations in NSCLC subtypes were created. Data derived from our study highlights the divergent epigenetic profiles of NSCLC of human and mouse origin, as well as the significant contribution of 12qf1: 109,709,060–109,747,960 mouse chromosomal region to micro-RNA upregulated species. Furthermore, the novel epigenetic miR-148b-3p/lncPVT1/ZBTB7A axis was identified, which differentiates human cell line of lung adenocarcinoma from large cell lung carcinoma, two characteristic NSCLC subtypes.The detailed recording of epigenetic events in NSCLC and combinational studies including networking between ncRNAs and TFs validate the identification of significant epigenetic features, prevailing in NSCLC subtypes and among experimental models. Our results enrich knowledge in the field and empower research on the epigenetic prognostic biomarkers of the disease progression, NSCLC subtypes discrimination and advancement to patient-tailored treatments

Comprehensive clinical profiling of the Gauting locoregional lung adenocarcinoma donors

International audienceA comprehensive characterization of lung adenocarcinoma (LADC) clinical features is currently missing. We prospectively evaluated Caucasian patients with early-stage LADC. Patients with LADC diagnosed between 2011 and 2015 were prospectively assessed for lung resection with curative intent. Fifty clinical, pathologic, radiologic, and molecular variables were recorded. Patients were followed till death/study conclusion. The main findings were compared to a separate cohort from France. Of 1943 patients evaluated, 366 were enrolled (18.8%; 181 female; 75 never-smokers; 28% of registered Bavarian cases over the study period). Smoking and obstruction were significantly more prevalent in GLAD compared with adult Bavarians (P 7.5 and 3.6 years, respectively. Patients aged 65 years, resected >60 days postdiagnosis, with abnormal FVC/DLCO VA , N2/N3 stage, or solid histology had significantly decreased survival estimates. These were fit into a weighted locoregional LADC death risk score that outperformed pTNM7 in predicting survival in the GLAD and in our second cohort. We define the clinical gestalt of locoregional LADC and provide a new clinical tool to predict survival, findings that may aid future management and research desig

KRAS signaling in malignant pleural mesothelioma

International audienceMalignant pleural mesothelioma (MPM) arises from mesothelial cells lining the pleural cavity of asbestos-exposed individuals and rapidly leads to death. MPM harbors loss-of-function mutations in BAP1, NF2, CDKN2A, and TP53, but isolated deletion of these genes alone in mice does not cause MPM and mouse models of the disease are sparse. Here, we show that a proportion of human MPM harbor point mutations, copy number alterations, and overexpression of KRAS with or without TP53 changes. These are likely pathogenic, since ectopic expression of mutant KRAS G12D in the pleural mesothelium of conditional mice causes epithelioid MPM and cooperates with TP53 deletion to drive a more aggressive disease form with biphasic features and pleural effusions. Murine MPM cell lines derived from these tumors carry the initiating KRAS G12D lesions, secondary Bap1 alterations, and human MPM-like gene expression profiles. Moreover, they are transplantable and actionable by KRAS inhibition. Our results indicate that KRAS alterations alone or in accomplice with TP53 alterations likely play an important and underestimated role in a proportion of patients with MPM, which warrants further exploration