The role of iron in the regulation of proteins connected with tamoxifen-resistance

Abstract

Nádorové buňky jsou vysoce závislé na přísunu živin pro udržení jejich zvýšené proliferace, jedním z těchto živin je i železo. V posledních letech byla v nádorových buňkách pozorována zvýšená závislost na železe, umožňující správnou funkci mnoha enzymů, DNA syntézy a mitochondriální respirace. Zde se dále pouštíme do metabolismu železa malignantních buněk ve snaze pochopit rozdíly mezi tamoxifen citlivými a rezistentními (Tam5R) buňkami nádoru prsu luminálního A typu, MCF7 a T47D. Tyto buňky vykazují četné změny v metabolismu železa a mechanismech závislých na železe. Na základě rozdílů v proteomu Tam5R jsme se zaměřili na železnou regulaci proteinů, které jsou deregulované při rezistenci k tamoxifenu - vyhodnocením jejich regulace na transkripční (mRNA) a post-transkripční úrovni (protein) jakož i porovnáním jejich schopnosti odpovídat v citlivé buněčné linii. Zhodnotili jsme dva hlavní typy regulace - interakci sekvencí regulovaných železem s proteiny odpovídajícími na železo (IRE-IRP dráha) a tristetraprolinem (TTP) řízenou degradací mRNA přes oblasti bohaté na AU páry (ARE). Použitím přidávání a chelace železa jsme otestovaly buňky - za potvrzení IRE-IRP regulace těžkého řetězce ferritinu (FTH), transferinového receptoru 1 (TfR1), akonitázy 2 (ACO2) a za identifikace nových cílů IRE-IRP dráhy...

Cancer cells are highly dependent on nutrient uptake to sustain their increased proliferation, one of these nutrients being iron. In recent years, a heightened dependency on iron was observed in cancer cells, allowing for the proper function of numerous enzymes, DNA synthesis and mitochondrial respiration. Here, we further delve into the iron metabolism of malignant cells, attempting to understand the differences between tamoxifen-sensitive and resistant (Tam5R) ones using two breast cancer cell lines of luminal A origin, MCF7 and T47D. These cells show numerous changes in iron homeostasis and iron-dependent mechanisms. Based on alterations in proteomes of Tam5R cell lines, we focused on iron regulation of proteins that are deregulated in tamoxifen resistance - assessing their regulation on transcriptional (mRNA) and post-transcriptional level (protein) as well as comparing their responsiveness to their sensitive parental cell line. We assessed two main types of regulation - iron-responsive element interaction with iron-regulatory proteins (IRE-IRP pathway) and tristetraprolin (TTP) driven mRNA degradation via AU-rich elements (ARE). Using iron loading and chelation, we challenged the cells - confirming the known IRE-IRP regulation of ferritin heavy chain (FTH), transferrin receptor 1 (TfR1),...