In vitro investigation of the role of Ras Suppressor-1 (RSU-1) and Integrin-Linked kinase (ILK) in glioma progression and invasion

Abstract

Το πολύμορφο γλοιοβλάστωμα (Glioblastoma multiforme-GBM) είναι ο πιο επιθετικός τύπος καρκίνου του εγκεφάλου λόγω της ικανότητας των κυττάρων του να διεισδύουν σε γειτονικούς ιστούς. H μέση επιβίωση για τους ασθενείς είναι 15 μήνες καθιστώντας επιτακτική την ανακάλυψη νέων θεραπευτικών στόχων. H πρωτεΐνη Ras Suppressor-1 (RSU-1) αλληλεπιδρά με την πρωτεΐνη Particularly interesting new cysteine-histidine rich (PINCH1) που με τη σειρά της είναι συνδεδεμένη με την Integrin Linked Kinase (ILK) και την α-parvin (PARVA) σχηματίζοντας ένα σταθερό σύμπλοκο στις εστιακές προσκολλήσεις, συνδέσεις μεταξύ κυττάρου και εξωκυττάριας μήτρας (Extracellular matrix-ECM). Πρόσφατα, η RSU-1 αποδείχτηκε ότι εκφράζεται σε υψηλά επίπεδα σε δείγματα μεταστατικού καρκίνου του μαστού ενώ βρέθηκε ότι προάγει τη διεισδυτική ικανότητα καρκινικών κυττάρων ρυθμίζοντας τις πρωτεΐνες που σχετίζονται με την αναδιοργάνωση του κυτταροσκελετού της ακτίνης. Ο αυξητικός παράγοντας διαφοροποίησης-15 (Growth Differentiation Factor 15-GDF15) είναι επίσης γνωστό ότι εμπλέκεται στην αναδιοργάνωση του κυτταροσκελετού ακτίνης και στη μετάσταση. O στόχος της παρούσας έρευνας ήταν να διερευνηθεί ο ρόλος των πρωτεϊνών RSU-1 και ILK στην επιθετικότητα των κυττάρων του γλοιώματος. Aρχικά, τέσσερις κυτταρικές σειρές γλοιώματος χωρίστηκαν σε δύο ομάδες: στις περισσότερο επιθετικές (Α172 και U87-MG) και στις λιγότερο επιθετικές (Η4 και SW088). H RSU-1 βρέθηκε σημαντικά αυξημένη στα πιο επιθετικά κύτταρα γλοιόματος. Επιπλέον, η αποσιώπηση της RSU-1 είχε αντίθετο αποτέλεσμα ως προς τη διήθηση των κυττάρων του γλοιόματος αναστέλλοντας τη διήθηση των επιθετικών κυττάρων και προάγοντας εκείνη των λιγότερο επιθετικών κυττάρων μέσω της ρύθμισης της έκφρασης των γονιδίων Signal Transducer and Activator of Transcription 6 (STAT6) και της μεταλλοπρωτεϊνάσης 13 (MMP13). Στη συνέχεια, παρατηρήθηκε ότι στις υπό μελέτη κυτταρικές σειρές η αυξημένη διηθητική ικανότητα συσχετιζόταν με αυξημένα επίπεδα έκφρασης RSU-1 και μειωμένα επίπεδα έκφρασης GDF15. Έτσι, το επόμενο ερώτημα ήταν αν υπάρχει κάποιου είδους συσχέτιση μεταξύ της RSU-1 και της πρωτεΐνης GDF15 όσον αφορά τη διεισδυτικότητα των κυττάρων. Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι η διαφορετική έκφραση των πρωτεϊνών RSU-1 και GDF15 οδηγεί σε αναστολή της κυτταρικής διεισδυτικότητας στα λιγότερο επιθετικά Η4 κύτταρα και προαγωγή στα περισσότερο επιθετικά Α172 μέσω αλλαγών στην έκφραση των PINCH1, RhoA και ΜΜΡ13. Η ILK έχει επίσης αποδειχθεί ότι προάγει τη διεισδυτικότητα στο GBM, ωστόσο, λίγα είναι γνωστά σχετικά με τον εμπλεκόμενο μοριακό μηχανισμό. Έτσι, ο στόχος μας ήταν να μελετήσουμε την επίδραση της αποσιώπησης του γονιδίου ILK στη διηθητική συμπεριφορά των κυττάρων γλοιοβλαστώματος και να διασαφηνίσουμε τον εμπλεκόμενο μοριακό μηχανισμό χρησιμοποιώντας την κυτταρική σειρά Η4 και την κυτταρική σειρά Α172 που εκφράζει επίσης την πρωτεΐνη ILK σε πολύ υψηλότερα επίπεδα. Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι η αποσιώπηση του γονιδίου ILK αναστέλλει τη διήθηση των άκρως διεισδυτικών κυττάρων Α172, ενώ δεν επηρεάζει την ικανότητα μετακίνησης των κυττάρων Η4. Αυτά τα δεδομένα υποστηρίχθηκαν από αντίστοιχες μεταβολές στην έκφραση της σχετιζόμενης με Rho κινάσης -1 (ROCK-1), και των γονιδίων Fascin-1 καθώς και της μεταλλοπρωτεϊνάσης ΜΜΡ13. Η παρούσα διατριβή έδειξε ότι τα επίπεδα έκφρασης των RSU-1, GDF15 και ILK επηρεάζουν τη διηθητκή ικανότητα των κυττάρων των γλοιωμάτων, θέτοντας τις πρωτεΐνες αυτές ως στόχους για την ανάπτυξη καινοτόμων θεραπευτικών προσεγγίσεων και για την αντιμετώπιση ενός από τους πιο επιθετικούς τύπους όγκων του εγκεφάλου.