The molecular and phenotypic effect of Azithromycin treatment on breast epithelial stem cells

Abstract

Azithrómýcín (AZM) er sýklalyf notað gegn bakteríusýkingum í lungum, þvagfærum og húð. Rannsóknir hafa sýnt að áhrif AZM hafa reynst gagnleg við slímseigjusjúkdómi í lungum (e. cystic fibrosis) og í öðrum lungnasjúkdómum sem einkennast af bólgu og hindrun loftflæðis. Þessi ávinningur getur tengst áhrifum AZM á ósértæka og sértæka ónæmiskerfinu og áhrif þess á uppbyggingu frumna eins og þekju- eða æðaþelsfruma (Parnham et al., 2014). Frumuræktanir hafa sýnt að AZM hefur áhrif á tjáningu próteina þéttitengja í öndunarfæraþekju og eykur viðnám yfir þekjuna (e. transepithelial resistance) (Asgrimsson, Gudjonsson, Gudmundsson, & Baldursson, 2006). Þessar niðurstöður benda til þess að AZM styrki þekjuna og auki þar með vernd hennar gegn utanaðkomandi áreitum. Markmið verkefnisins var að kanna hvort AZM hefði áhrif á þekjufrumur í öðrum líffærum og í því samhengi voru framkvæmdar tilraunir á brjóstaþekjufrumum.Í verkefninu notaði ég brjóstaþekjufrumulínuna D492 sem býr yfir stofnfrumueiginleikum sem lýsir sér í hæfni hennar í að mynda bæði kirtilþekju- og vöðvaþekjufrumur. Í þrívíðri frumurækt myndar D492 greinótta kirtilganga. Í verkefnum var notast við fjögur mismunandi frumuræktarlíkön; einföld frumuræktun í tvívíðu plani, ræktun á götóttum himnum, þrívíðar ræktir með og án æðaþelsfrumur.Niðurstöður verkefnisins benda til þess að þekjuvefseiginleikar aukist í ræktun á himnum og í þrívíðum ræktum með æðaþelsfrumum. Hin tvö ræktarlíkönin höfðu hvorki aukna né minnkaða þekjuvefseiginleika. Greining á svipgerðarbreytingum í þrívíðum ræktunum leiddi til þeirrar niðurstöðu að AZM hafi áhrif á formgerð kirtilganga og frekari rannsókna er þörf til að kanna þessar breytingar betur.

Azithromycin (AZM) is an antibiotic used against bacterial infections in the lungs, urinary tract and skin. Studies have shown beneficial effects from AZM treatment in cystic fibrosis (CF) and in lung diseases that are characterized by inflammation and obstruction of airflow in the lungs. These benefits can be linked to the effects of the AZM on the innate and adaptive immune system and its effects on structural cells such as epithelial or endothelial cells (Parnham et al., 2014). Studies have shown that AZM affects the expression of tight junction (TJ) proteins and increases transepithelial electrical resistance (TER) in human airway epithelia. The aim of this project was to ascertain if AZM did have the same effect on breast epithelial tissue as on lung epithelial cells. The breast epithelial cells in this project are called D492, a stem-like cell line that has the ability to differentiate into myoepithelial or luminal epithelial cells. The cells were studied in four different cell culture models; simple monolayer culture, monolayer on filters, 3D culture (co-culture) with and without (monoculture) endothelial cells.The results of this project suggest that epithelial integrity is increased in the transwell filter culture model and the co-culture model. The other two culture models did not have increased or decreased epithelial integrity. The analysis of the phenotypes led to the conclusion that the macrolide is effecting pathways of inhibition and elongation and is a subject to be studied further.