Epidermal growth factor receptor activity upregulates lactate dehydrogenase a expression, lactate dehydrogenase activity, and lactate secretion in cultured ib3-1 cystic fibrosis lung epithelial cells

Abstract

Cystic fibrosis (CF) is caused by mutations in the CFTR gene. It has been postulated that a reduced HCO3 − transport in CF through CFTR may lead to a decreased airway surface liquid (ASL) pH. In contrast, others have reported no changes in the extracellular pH (pHe). We have recently reported that in carcinoma Caco-2/pRS26 cells (shRNA for CFTR) or CF lung epithelial IB3-1 cells, the CFTR failure decreased mitochondrial Complex I activity due to an autocrine IL1B loop, and increased lactic acid production. The secreted lactate accounted for the reduced pHe since oxamate fully restored the pHe. These effects were attributed to the IL-1β autocrine loop and the downstream signaling kinases c-Src and JNK. Here we show that the pHe of IB3-1 cells can be restored to normal pHe values (~7.4) by incubation with the epidermal growth factor receptor (EGFR, HER1, ErbB1) inhibitors AG1478 or PD168393. The inhibitor PD168393, fully restored the pHe values of IB3-1 cells, suggesting that the reduced pHe is mainly due to the increased EGFR activity and lactate. Also, in IB3-1 CF cells, the LDHA mRNA, protein expression, and activity are down-regulated under EGFR inhibition. Thus, a constitutive EGFR activation seems to be responsible for the reduced pHe in IB3-1 CF cells.

La fibrose kystique (FK) est causée par des mutations dans le gène CFTR. Il a été postulé qu’un transport réduit du HCO3– à travers le CFTR dans la FK pourrait entraîner une diminution du pH du liquide à la surface des voies respiratoires. En revanche, d’autres chercheurs n’ont signalé aucune modification du pH extracellulaire (pHe). Les auteurs ont récemment signalé que dans les cellules de carcinome Caco-2/pRS26 (shARN pour le CFTR) ou les cellules d’épithélium pulmonaire de FK IB3-1, la défaillance du CFTR diminuait l’activité du complexe I mitochondrial en raison d’une boucle autocrine impliquant l’IL-1β et d’une augmentation de la production d’acide lactique. Le lactate sécrété expliquait la réduction du pHe, puisque l’oxamate rétablissait complètement le pHe. Ces effets ont été attribués à la boucle autocrine de l’IL-1β et aux kinases de signalisation c-Src et JNK agissant en aval. Ils montrent ici que le pHe des cellules IB3-1 peut être ramené à des valeurs normales (∼7,4) par une incubation avec les inhibiteurs AG1478 ou PD168393 du récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR, HER1, ErbB1). L’inhibiteur PD168393 rétablissait entièrement les valeurs du pHe des cellules IB3-1, ce qui suggère que la réduction du pHe est principalement due à l’augmentation de l’activité de l’EGFR et au lactate. De plus, dans les cellules de FK IB3-1, l’ARNm de la LDHA, l’expression et l’activité de la protéine sont régulées à la baisse par l’inhibition de l’EGFR. Ainsi, une activation constitutive de l’EGFR semble être responsable de la réduction du pHe dans les cellules de FK IB3-1.