Bnip3: een belangrijke regulator van de melanoom-macrofaag wisselwerking

BNIP3 is een eiwit waarvan de expressie verhoogt na blootstelling aan hypoxie. Het kan celdood en/of autofagie bevorderen dat, afhankelijk van het kankertype, tumorprogressie ondersteunende ofwel onderdrukkende effecten bewerkstelligt. In voorgaand onderzoek hebben we gerapporteerd dat BNIP3 in melanoma cellen enkele cellulaire aspecten reguleert waaronder morfologie, mitochondriële afbraak, overleving en het behoud van CD47 expressie. CD47 is een pro-tumorigeen eiwit, mede toe te schrijven aan diens immuunonderdrukkend ‘eet-me-niet’ signaal. Daarom is CD47 expressie op het celoppervlak van kankercellen vaak verhoogd om zo te voorkomen dat zÿ onderworpen worden aan fagocytose en om ICD (immunogene celdood) te onderdrukken die kan worden uitgelokt door bepaalde antikankertherapieën. Desondanks is het nog onbekend of melanoma-geassocieerd BNIP3 een rol speelt in de CD47-afhankelijke effecten op het afweerssysteem of ICD.  Om dit te bestuderen hebben we gebruik gemaakt van genetisch gemodificeerde melanoma cellen die BNIP3 verlaagd tot expressie brengen (BNIP3KD ). We hebben vastgesteld of een tekort aan BNIP3 een effect heeft op de macrofaag-gemedieerde fagocytose, macrofaag polarizatie en aantrekking in vitro alsook in vivo door middel van intraperitoneale (i.p.) injectie in muizen. Ook is bepaald of BNIP3 invloed heeft op de tumorgroei van B16-F10 melanomacellen die in syngene immuuncompetente muizen zijn geïnjecteerd en op depolarizatie van tumor-geïnfiltreerde macrofagen (zogeheten tumor-geassocieerde macrofagen [TAMs]). Daarenboven zijn effecten op bepalende factoren voor chemotherapie-geïnduceerde ICD en op de doeltreffendheid van antikanker vaccinatie geëvalueerd. Een belangrijke bevinding is dat BNIP3KD melanoma cellen een verlaagde expressie van CD47 onder zowel normoxische alsook hypoxische condities vertonen. Daarentegen is de macrofaag-gemedieerde fagocytose en aantrekking alleen versterkt wanneer BNIP3KD melanoma cellen aan hypoxie worden blootgesteld. Tumoren bestaande uit BNIP3KD melanoma cellen vertonen een vertraagde groei in vergelijking tot controle tumoren en, in BNIP3KD B16-F10 tumoren, een verlaagde TAM infiltratie. Desondanks was de polarizatie onveranderd. Indien blootgesteld aan mitoxantrone, dat ICD induceert, is de omvang van apoptose onverandert in BNIP3KD melanomas, maar is de ATP secretie aangedaan en is de fagocytische opruiming van dode cellen verlaagd. Overeenkomstig met deze bevindingen laten profylactische vaccinatie experimenten zien dat een tekort aan BNIP3 in B16-F10 melanomacellen een verhoogde intrinsieke weerstandigheid lijkt te bewerkstelligen tegen ICD-geassocieerde antikanker vaccinatie in vivo. Dus normoxische vs. hypoxische en levende vs. stervende condities bepalen het modulerende effect op het afweersysteem door melanoma-geassocieerd BNIP3.