Autori: G. Serino(1), F. Sallustio(2), S.N. Cox(3), F.P. Schena(2,3)
Affiliazioni: (1)IRCCS “S. De Bellis”, Castellana Grotte, Bari. (2)Dipartimento dell’Emergenza e dei Trapianti d’Organo- Università degli Studi di Bari (3)Fondazione Schena, Centro Europeo della Ricerca per le Malattie Renali, Bari
Razionale
Il carcinoma renale a cellule chiare (ccRCC) è la forma più comune di tumore renale negli adulti. Studi recenti hanno dimostrato che in diversi tumori è presente una piccola percentuale di cellule tumorali chiamate cellule staminali tumorali (CSCs). Queste cellule sono nettamente distinte dalle cellule tumorali differenziate che costituiscono la maggior parte della massa tumorale. Le CSCs regolano il self-renewal e il differenziamento delle cellule tumorali e sono anche responsabili della formazione del tumore, della crescita, delle metastasi, della resistenza ai farmaci e delle recidive. Le CSCs sono state anche individuate e caratterizzate nel carcinoma renale a cellule chiare anche se ad oggi il ruolo dei microRNA (miRNA) nelle CSCs non è stato ancora studiato.
Scopo di questo lavoro è stato quello di identificare e caratterizzare i miRNA deregolati nelle CSCs renali, comparando la loro espressione con le cellule staminali tubulari renali normali (tARPCs).
Casistica e Metodi
Le cellule staminali CD133+/CD24+della porzione sana e tumorale di reni asportati chirurgicamente da 28 pazienti ccRCC sottoposti a nefroctomia. Le cellule sono state in seguito caratterizzate per escludere la loro derivazione mesenchimale. Il profilo di espressione dei miRNA nelle CSCs renali è stato identificato mediante small RNA-Seq (llumina) comparandolo con la controparte normale. L’analisi di espressione differenziale è stata effettuata utilizzando il software Bioconductor edgeR. L’analisi bioinformatica ha permesso di identificare i meccanismi molecolari e le pathway in cui erano coinvolti i miRNA diffferenzialmente espressi.
Risultati
Sono stati identificati 120 miRNAs differenzialmente espressi nelle CSCs renali rispetto alla controparte sana; di questi 12 risultavano downregolati e 108 upregolati nelle CSCs tumorali. In seguito, studiando la localizzazione genomica dei miRNAs differenzialmente espressi è stato dimostrato che 48 miRNA upregolati erano codificati in un unico cluster sul cromosoma 14 (101341370-101533138) strettamente associati alla regione 14q LOH che è correlata con la progressione del ccRCC. La Real-Time PCR per miR-205-5p, miR-543, miR-127-3p, miR-136-3p, miR-654-3p, miR-1246 e miR-889-3p ha confermato i dati di sequenziamento.
L’analisi delle pathway ha anche messo in evidenza che i miRNA identificati sono implicati nella regolazione di diverse pathway caratteristiche dei tumori e del carcinoma renale, come le pathway di TGF-β, PI3K-AKT, WNT. Inoltre, l’analisi bioinformatica ha messo in evidenza che alcuni di questi miRNA regolavano il gene VHL che è notoriamente coinvolto nella patogenesi del cRCC. L’interazione tra miR-543, miR-654-3p e VHL è stata confermata biologicamente mediante esperimenti in vitro di transfezione. L’inibizione dei 2 miRNA nelle CSC portava ad un incremento dei livelli proteici di VHL.
Conclusioni
I nostri risultati dimostrano, per la prima volta, un ulteriore meccanismo di regolazione della produzione della proteina VHL nel ccRCC. In particolare, alti livelli di miR-543 e miR-654-3p porterebbero a una riduzione della proteina VHL che non riesce più a degradare HIF-1α. Quest’ultima si accumula e causa un incremento di alcuni geni a valle che portano ad un aumento dell’angiogenesi e del trasporto di glucosio.
In conclusione, queste nuove molecole potrebbero essere utilizzate come nuovi target terapeutici nel ccRCC.
Bibliografia: