The Metastatic Intestinal Epithelial cell line SW620 produce neutrophil-attracting chemokines and extracellular matrix associated components in a Toll-Like Receptor 3 dependent manner

Abstract

Toll-lik reseptor 3 (TLR) er en mønstergjenkjennende reseptor (PRR) som kan indusere immunresponser når de gjenkjenner dsRNA, endogent mRNA oog den syntetiske TLR3 liganden Poly(I:C). Tiidligere har den metastatiske cellelinjen SW620 blitt påvist å produsere flere matriks metalloproteinaser (MMPer) og inflammatoriske kjemokiner når cellene blir stimulert med Poly(I:C). Denne oppgaven forsøkte å undersøke TLR3 uttrykk og signalisering i SW620 celler, og hvordan det kan bidra til tumorutvikling og metastase i tarmkreft. I innledene eksperimenter ble det vist at SW620 celler stimulert med Poly(I:C) skiller ut CXCL10. Ved å slå ned TLR3 ved hjelp av siRNA, le det vist at denne utskillingen av CXCL10 er TLR3 avhengig. Et forsøk for å undersøke migrasjonen av nøytrofiler viste at aktivering av TLR3 i SW620 celler kan tiltrekke seg nøytrofiler. Disse immuncellene har både tumor-fremkallende og -hemmende egenskaper, og kan bidra til tumorutvikling ved å fremme inflammasjon, invasjon og angiogenese. Data fra en NanoString analyse tidligere utført av Nadra Nilsen's forskningsgruppe, ble bearbeidet i denne studien og bekreftet at TLR3 aktivering på SW620 celler kan indusere utskillelse av flere kjemokiner som kan tiltrekke nøytrofiler. MMPer er sentrale enzymer i nedbrytning og remodellering av ekstracellulær matriks (ECM) og disse enzymene er viktige bidragsytere i tumorpotgresjon og metstase. Våre resultater viser at MMP9, MMP13 og MMP14 blir oppregulerte på en TLR3 avhengig måte i SW620 celler, samt at activeringen av MMPene ser ut til å være avhengige av reseptoren PLAUR og andre MMPer. Resultatene i denne studien impliserer at TLR3 kan være en bidragsyter i tumorprogresjon og metastase i tarmkreft gjennom induksjon av pro-inflammatoriske kjemokiner og produksjon av ECM nedbrytende komponenter.

Toll-like receptor 3 (TLR3) is a pattern recognition receptor (PRR) that induce immune responses upon recognition of pathogen derived endocytosed dsRNA, endogenous mRNA and the synthetic TLR3 ligand Poly(I:C). The metastatic colon cancer cell line SW620 have previously been found to produce several matrix metalloproteinases (MMPs) and inflammatory chemokines in response to Poly(I:C). This study sought to investigate the TLR3 expression and signaling in SW620 cells, and how it could contribute to tumor progression and metastasis in colon cancer (CRC). In initial experiments SW620 cells displayed a potent secretion of CXCL10 in response to Poly(I:C). This secretion was proved to be TLR3 dependent by silencing the expression of the receptor using siRNA. A neutrophil migration assay also revealed that SW620 cells were able to attract neutrophils upon TLR3 activation. Neutrophils have been proposed to display both anti- and pro-tumorigenic properties, and may mediate in tumorigenesis by promoting inflammation, growth, invasion and angiogenesis. A NanoString analysis previously performed by Nadra Nilsen’s research group confirmed that activation of TLR3 on SW620 cells could secrete several chemokines that are able to attract neutrophils. MMPs are central proteases in the degradation and remodeling of the extracellular matrix (ECM) and have been increasingly recognized as contributors to cancer progression and metastasis. Our results show that MMP9, MMP13 and MMP14 seem to be upregulated in a TLR3 dependent manner. In addition, the activation of MMPs seem to be dependent on PLAUR and other MMPs. Combined, the results obtained in this study implies that TLR3 may be a contributor to cancer progression and metastasis in CRC through promoting pro-tumorigenic inflammation and producing ECM degrading molecules.