Epigenetic alterations in prostate cancer
Authors: Λογοθέτη Σουζάνα 
Published: February 2024

Ο καρκίνος του προστάτη (ΚΠ) είναι ένα παράδειγμα ετερογενούς νόσου που παραμένει ο πιο συχνός και δεύτερος πιο θανατηφόρος τύπος καρκίνου στους άνδρες. Η επιθετική παραλλαγή του καρκίνου του προστάτη (ΕΠΚΠ) αποτελεί ένα υποσύνολο ασθενών με ΚΠ με ιδιαίτερα επιθετικά κλινικά χαρακτηριστικά και περιορισμένες θεραπευτικές επιλογές. Η ετερογένεια του ΚΠ, η αντίσταση στη θεραπεία, το προφίλ βλαστικών κυττάρων και η θανατηφόρα εξέλιξη έχουν αποδοθεί στην πλαστικότητα, μια ιδιότητα των νεοπλασματικών κυττάρων να αντιμετωπίζουν απειλητικές πιέσεις από το μικροπεριβάλλον τους αλλάζοντας τα επιγενετικά τους προφίλ. Η υπόθεση της παρούσας διατριβής είναι ότι η ετερογένεια του ΚΠ μπορεί να περιγραφεί με επιγενετικές αλλαγές και ότι επιγενετικοί δείκτες μαζί με την παρουσία ομάδας κυττάρων υψηλής δυναμικής πλαστικότητας (ΥΔΠ) που επιτρέπουν την προσαρμοστικότητα του όγκου σε δυσοίωνες μικροπεριβαλλοντικές πιέσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μετρήσεις της επιθετικής νόσου ΚΠ. Η παρούσα διατριβή στοχεύει στον εντοπισμό επιγενετικών βιοδεικτών που μπορούν να περιγράψουν καλύτερα την ενδοογκική ετερογένεια καθώς και επιγενετικούς και μεταγραφικούς βιοδείκτες που σχετίζονται με την πλαστικότητα. Παράλληλα, επιδιώκει τον εντοπισμό δεικτών που συσχετίζονται τη χορήγηση του επιγενετικού ρυθμιστή Valemetostat και των χημειοθεραπευτικών φαρμάκων Cabazitaxel και Carboplatin. Μέσω μοντέλων αλλομοσχευμάτων ποντικών προερχόμενα από ασθενείς με ΚΠ πραγματοποιήθηκαν γονιδιωματικές (αλληλούχιση DNA από πάνελ γονιδίων T200.1 και μονήρη κύτταρα), επιγενετικές (Methylated CpG Island Amplification and Microarray-MCAM, Reduced representation bisulfite sequencing- RRBS), μεταγραφικές (μικροσυστοιχία Clariom S Affymetrix, αλληλούχιση RNA από μονήρη κύτταρα και από όγκο) και πρωτεομικές (Ανάστροφης Φάσης Πρωτεϊνική Συστοιχία -RPPA) μελέτες για τον εντοπισμό υποψήφιων βιοδεικτών ετερογένειας ΚΠ και επιθετικής νόσου. Για την ανάλυση ενδοογκικής ετερογένειας χρησιμοποιήθηκαν δύο ΕΠΚΠ μοντέλα (MDA PCA 144-4 και 144-13) που προέρχονταν από τον ίδιο ασθενή την ίδια χρονική στιγμή, αλλά είχαν διαφορετική μορφολογία. Διαφορικά μεθυλιωμένα γονίδια διακρίθηκαν, όπως OTX2, SIX3 και DRD4 με πιθανές αλληλεπιδράσεις με τα δίκτυα RB1, TP53 και PTEN που παίζουν καθοριστικό ρόλο στο ΕΠΚΠ. Ο επόμενος στόχος ήταν ο εντοπισμός μιας μοριακής υπογραφής που σχετίζεται με πλαστικότητα και επιθετικό δυναμικό στον ΚΠ. Δύο ΕΠΚΠ μοντέλα (MDA PCa 177-B και MDA PCa 189-1), προερχόμενα από τον ίδιο ασθενή σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, αποδείχθηκε ότι μοιράζονται έναν κοινό πρόγονο ενώ παρουσιάζουν διαφορετικά φαινοτυπικά προφίλ, εξυπηρετώντας έτσι ως πειραματικά μοντέλα για τη μελέτη της πλαστικότητας στον ΚΠ. Αναγνωρίστηκε μια λίστα υπερ- και υπομεθυλιωμένων γονιδίων, καθώς και ενεργοί υποκινητές, ενισχυτές και μεταγραφικοί παράγοντες αποκλειστικά στα μοντέλα ΕΠΚΠ σε σύγκριση με δημόσια δεδομένα μη καρκινικών δειγμάτων. Επιπλέον, ταυτοποιήθηκε μια ομάδα κυττάρων υψηλής δυναμικής πλαστικότητας (ΥΔΠ), μέσω της βαθμολογία CytoTRACE (≥0.7), της υψηλής βαθμολογίας Lineages Diversity και του trajectory inference. Ομάδα κυττάρων ΥΔΠ δεν εντοπίστηκε σε δημόσια δεδομένα φυσιολογικού προστάτη, ΚΠ χαμηλής κακοήθειας ούτε σε δείγματα ΚΠ με αντοχή στον φαρμακευτικό ευνουχισμό. Στη συνέχεια, in vitro και in vivo μελέτες με χρήση χημειοθεραπευτικών φαρμάκων έδειξαν ότι η χορήγηση των φαρμάκων οδήγησε σε μικρότερο ρυθμό αύξησης του μεγέθους του όγκου συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου ενώ η χορήγηση cabazitaxel ± carboplatin οδήγησε στην πλήρη εξάλειψη του όγκου και είχε μεγαλύτερο αντίκτυπο στην πρωτεϊνική έκφραση. Πιλοτική μελέτη της επίδρασης του επιγενετικού τροποποιητή Valemetostat πραγματοποιήθηκε σε in vitro πειράματα. Στην παρούσα διατριβή, συμπεραίνουμε ότι το επιγενετικό προφίλ και η παρουσία ΥΔΠ ομάδων κυττάρων διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην εξέλιξη και την επιθετικότητα του ΚΠ και επιτρέπουν την αναγνώριση ασθενών των οποίων ο όγκος προορίζεται να ακολουθήσει πιο επιθετική νόσο.