Protective Autophagy in 5-Fluorouracil-Resistant Colorectal Cancer Cells and ERK-RSK-ABCG2 Linkage / Autofagia Protectora en Células de Cáncer Colorrectal Resistentes al 5-Fluorouracilo y Enlace ERK-RSK-ABCG2

ABSTRACT

SUMMARY: To evaluate the anti-cancer effects of yeast extract on resistant cells, autophagy and necroptosis were investigated in 5-fluorouracil (5-FU)-resistant colorectal cancer cells. Further underlying characteristics on drug resistance were evaluated, focused on ERK-RSK-ABCG2 linkage. SNU-C5 and 5-FU resistant SNU-C5 (SNU-C5/5-FUR) colorectal cancer cells were adopted for cell viability assay and Western blotting to examine the anti-cancer effects of yeast extract. Yeast extract induced autophagy in SNU-C5 cells with increased Atg7, Atg12-5 complex, Atg16L1, and LC3 activation (LC3-II/LC3-I), but little effects in SNU-C5/5-FUR cells with increased Atg12-5 complex and Atg16L1. Both colorectal cancer cells did not show necroptosis after yeast extract treatment. Based on increased ABCG2 and RSK expression after yeast extract treatment, drug resistance mechanisms were further evaluated. As compared to wild type, SNU-C5/5-FUR cells showed more ABCG2 expression, less RSK expression, and less phosphorylation of ERK. ABCG2 inhibitor, Ko143, treatment induces following changes 1) more sensitivity at 500 mM 5-FU, 2) augmented proliferation, and 3) less phosphorylation of ERK. These results suggest that protective autophagy in SNU-C5/5-FUR cells with increased ABCG2 expression might be candidate mechanisms for drug resistance. As the ERK responses were different from each stimulus, the feasible mechanisms among ERK-RSK-ABCG2 should be further investigated in 5-FU-resistant CRC cells.

RESUMEN

Para evaluar los efectos anticancerígenos del extracto de levadura en células resistentes, se investigaron la autofagia y la necroptosis en células de cáncer colorrectal resistentes al 5-fluorouracilo (5-FU). Además se evaluaron otras características subyacentes de la resistencia a los medicamentos centrándose en el enlace ERK-RSK-ABCG2. Se usaron células de cáncer colorrectal SNU-C5 (SNU-C5/5-FUR) resistentes a SNU-C5 y 5- FU para el ensayo de viabilidad celular y la transferencia Western para examinar los efectos anticancerígenos del extracto de levadura. El extracto de levadura indujo autofagia en células SNU-C5 con mayor activación de Atg7, complejo Atg12-5, Atg16L1 y LC3 (LC3-II/LC3-I), pero pocos efectos en células SNU-C5/5-FUR con aumento de Atg12-5 complejo y Atg16L1. Ambas células de cáncer colorrectal no mostraron necroptosis después del tratamiento con extracto de levadura. Se evaluaron los mecanismos de resistencia a los medicamentos. en base al aumento de la expresión de ABCG2 y RSK después del tratamiento con extracto de levadura.En comparación con las de tipo salvaje, las células SNU-C5/5-FUR mostraron más expresión de ABCG2, menos expresión de RSK y menos fosforilación de ERK. El tratamiento con inhibidor de ABCG2, Ko143, induce los siguientes cambios 1) más sensibilidad a 5-FU 500 mM, 2) proliferación aumentada y 3) menos fosforilación de ERK. Estos resultados sugieren que la autofagia protectora en células SNU-C5/5-FUR con mayor expresión de ABCG2 podría ser un mecanismo candidato para la resistencia a los medicamentos. Como las respuestas de ERK fueron diferentes de cada estímulo, los mecanismos factibles entre ERK-RSK- ABCG2 deberían investigarse más a fondo en células CCR resistentes a 5-FU.