Η συσχέτιση του καπνίσματος και της καρκινογένεσης των ανώτερων αναπνευστικών οδών. Ο ρόλος της κυκλοξυγενάσης-2 (COX-2)

Abstract

Cyclooxygenase-2 (COX-2) is a promising pharmacologic target for preventing aerodigestive malignancies. In this study, we investigated the effects of tobacco smoke on the expression of COX-2 in oral mucosa. An ~4-fold increase in amount of COX-2 mRNA was observed in the oral mucosa of active smokers versus never smokers. Thus, a series of in vitro studies were carried out to elucidate the mechanism by which tobacco smoke induced COX-2. Treatment of a nontumorigenic oral epithelial cell line (MSK-Leuk1) with a saline extract of tobacco smoke (TS) stimulated COX-2 transcription, resulting in increased amounts of COX-2 mRNA, COX-2 protein, and prostaglandin E2 (PGE2) synthesis. Exposure of cells to TS also caused an increase in epidermal growth factor receptor (EGFR) tyrosine kinase activity. Both an inhibitor of EGFR tyrosine kinase activity and a neutralizing anti-EGFR antibody blocked TS-mediated induction of COX-2. To define the mechanism by which TS activated EGFR, the release of amphiregulin and transforming growth factor a, two ligands of the EGFR, was measured. Exposure to TS caused a rapid increase in the release of both ligands. TS also markedly induced the expression of mRNAs for amphiregulin and transforming growth factor a. Importantly, increased expression of both ligands was also detected in the oral mucosa of active smokers. Taken together, these results suggest that activation of EGFR signaling contributes to the elevated levels of COX-2 found in the oral mucosa of smokers. Moreover, these findings strengthen the rationale for determining whether inhibitors of COX-2 or EGFR tyrosine kinase activity can reduce the risk of tobacco smoke-related malignancies of the aerodigestive tract.

Η κυκλοξυγενάση-2 (COX-2) είναι ένας πολλά υποσχόμενος φαρμακολογικός στόχος για την πρόληψη των κακοηθειών του ανώτερου αναπνευστικού. Σε αυτή τη μελέτη διερευνήσαμε τις επιδράσεις του καπνού του τσιγάρου στην έκφραση της COX-2 στον στοματικό βλεννογόνο. Μία κατά περίπου τέσσερις φορές αύξηση του mRNA της COX-2 παρατηρήθηκε στον στοματικό βλεννογόνο ενεργητικών καπνιστών έναντι ατόμων που δεν έχουν καπνίσει ποτέ. Συνεπώς, διεξήχθη μία σειρά μελετών in vitrο για να διευκρινιστεί ο μηχανισμός μέσω του οποίου ο καπνός του τσιγάρου επάγει την αύξηση της COX-2. Η κατεργασία μίας μη ογκογόνου επιθηλιακής σειράς στοματικών κυττάρων (MSK-Leuk1) με αλατούχο εκχύλισμα καπνού τσιγάρου (TS) διέγειρε τη μεταγραφή της COX-2, με αποτέλεσμα την αύξηση του mRNA της COX-2, της πρωτεΐνης COX-2 και της σύνθεσης της προσταγλανδίνης E2 (PGE2). Η έκθεση των κυττάρων στον καπνό του τσιγάρου προκάλεσε μία αύξηση της δραστηριότητας της τυροσινικής κινάσης του υποδοχέα του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGFR). Τόσο ένας αναστολέας της δραστηριότητας της τυρoσινικής κινάσης του EGFR όσο και ένα εξουδετερωτικό αντι-EGFR αντίσωμα ανέστειλαν τη μεσολαβούμενη από τον καπνό του τσιγάρου επαγωγή της COX-2. Για τον καθορισμό του μηχανισμού μέσω του οποίου ο καπνός του τσιγάρου ενεργοποίησε τον EGFR, μετρήθηκαν η απελευθέρωση της αμφιρεγουλίνης (AR) και ο μετατρεπτικός αυξητικός παράγοντας TGF-α, δύο συνδέτες του EGFR. Η έκθεση στον καπνό του τσιγάρου προκάλεσε μία ταχεία αύξηση της απελευθέρωσης και των δύο συνδετών. Επίσης ο καπνός του τσιγάρου προκάλεσε την έκφραση του mRNA της AR και του TGF-α. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ανιχνεύθηκε επίσης αυξημένη έκφραση και των δύο συνδετών στον στοματικό βλεννογόνο ενεργητικών καπνιστών. Εάν ληφθούν υπ’ όψιν όλα τα παραπάνω, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η ενεργοποίηση της σηματοδότησης του EGFR συμβάλλει στην αύξηση των επιπέδων της COX-2 που ανευρίσκεται στον στοματικό βλεννογόνο των καπνιστών. Επί πλέον αυτά τα ευρήματα ενισχύουν το σκεπτικό για τον προσδιορισμό του κατά πόσον οι αναστολείς της COX-2 ή της δραστηριότητας της τυροσινικής κινάσης του EGFR μπορούν να ελαττώσουν τον κίνδυνο εμφάνισης κακοηθειών του αναπνευστικού που σχετίζονται με το κάπνισμα.