Cisplatin-resistance and aggressiveness are enhanced by a highly stable endothelin-converting enzyme-1c in lung cancer cells

Antecedentes: El cáncer de pulmón constituye la principal causa de mortalidad por cáncer. Se han descrito altos niveles de endotelina-1 (ET-1), su receptor ETAR y su enzima activadora, la enzima convertidora de endotelina-1 (ECE-1), en varios tipos de cáncer, incluido el de pulmón. La ECE-1 comprende cuatro isoformas, que difieren únicamente en su extremo N-terminal citoplasmático. La proteína quinasa CK2 fosforila el extremo N-terminal de la isoforma ECE-1c, lo que aumenta su estabilidad y conlleva una mayor invasividad en células de glioblastoma y cáncer colorrectal. Se cree que este proceso está mediado por el residuo de aminoácido Lys-6, un sitio de ubiquitinación putativo conservado adyacente a los residuos Ser-18 y Ser-20 fosforilados por CK2. Aún no se ha estudiado si Lys-6 está relacionado con la adquisición de un fenotipo similar al de las células madre cancerosas (CSC) y la agresividad en células de cáncer de pulmón de células no pequeñas (CPCNP) humanas. Métodos: Para establecer el papel de la lisina 6 (Lys-6) en la estabilidad de ECE-1c y su implicación en la agresividad del cáncer de pulmón, mutamos este residuo a una arginina no ubiquitinizable y expresamos constitutivamente las proteínas de tipo salvaje (ECE-1cWT) y mutante (ECE-1cK6R) en células A549 y H1299 de cáncer de pulmón de células no pequeñas (CPCNP) humanas mediante transducción lentiviral. Determinamos la estabilidad proteica de estos clones solos o en presencia del inhibidor de CK2, silmitasertib, en comparación con ECE-1cWT y células transducidas con el vector vacío. Además, se determinó la concentración de ET-1 secretada en el medio de cultivo mediante ELISA. La expresión de genes de pluripotencia se determinó mediante Western blot y RT-qPCR. La quimiorresistencia al cisplatino se estudió mediante el ensayo de viabilidad MTS. La migración e invasión se midieron mediante ensayos de transwell y Matrigel, respectivamente, y la población lateral se determinó mediante citometría de flujo. Resultados: La ECE-1cK6R mostró mayor estabilidad en células de CPNM en comparación con las células que expresaban ECE-1cWT, pero los niveles secretados de ET-1 no mostraron diferencias hasta las 48 h. Lo más importante es que la ECE-1cK6R promovió la expresión de los genes de pluripotencia c-Myc, Sox-2, Oct-4, CD44 y CD133, que mejoran la capacidad de autorrenovación celular. Además, las células que expresaban ECE-1cK6R mostraron mayor quimiorresistencia al cisplatino, correlacionada con una mayor abundancia de la subpoblación lateral debido al aumento en la expresión de la bomba de eflujo ABCG2. Finalmente, las células que expresaban ECE-1cK6R mostraron mayor invasividad, correlacionada con la expresión regulada de marcadores conocidos de EMT. Conclusiones: Nuestros hallazgos sugieren un papel importante de la ECE-1c en el cáncer de pulmón. La ECE-1c es clave en un mecanismo no canónico independiente de ET-1 que desencadena un fenotipo similar al de las células madre cancerosas (CSC), lo que aumenta la agresividad del cáncer de pulmón. En este mecanismo, la ECE-1c se estabiliza mediante la fosforilación por CK2, cuya expresión aumenta en muchos tipos de cáncer. Por lo tanto, la fosfo-ECE-1c podría considerarse un nuevo biomarcador pronóstico de recurrencia, al igual que el inhibidor de CK2, silmitasertib, una posible terapia para pacientes con cáncer de pulmón.