Μελέτη ρυθμιστικών μηχανισμών έκφρασης βιομορίων, λειτουργικών ιδιοτήτων και μορφολογικών χαρακτηριστικών των καρκινικών κυττάρων μαστού
Authors: Πιπερίγκου Ζωή 
Published: September 2021

Οι οιστρογονοϋποδοχείς (ERs) κατέχουν κεντρικό ρόλο στην ανάπτυξη και την εξέλιξη του καρκίνου του μαστού. Παρόλο που η συνεισφορά του ERα στη ρύθμιση της συμπεριφοράς των καρκινικών κυττάρων μαστού έχει μελετηθεί εκτενώς, οι βιολογικές δράσεις της ισομορφής του, ERβ, δεν είναι απολύτως αποσαφηνισμένες. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, αποδείχθηκε ότι η καταστολή του ERβ στα επιθετικά, ERβ-θετικά, MDA-MB-231 καρκινικά κύτταρα μαστού (shERβ MDA-MB-231) οδήγησε σε αξιοσημείωτες φαινοτυπικές αλλαγές, καταστολή της διαδικασίας μετασχηματισμού από επιθηλιακό σε μεσεγχυματικό φαινότυπο (ΕΜΤ), καθώς και σε σημαντικές διαφοροποιήσεις στις ιδιότητες και στα επίπεδα γονιδιακής και πρωτεϊνικής έκφρασης λειτουργικών συστατικών του εξωκυττάριου χώρου (ECM) των καρκινικών κυττάρων μαστού. Όπως παρατηρήθηκε από ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης, η καταστολή του ERβ επηρεάζει σημαντικά τα μορφολογικά χαρακτηριστικά των shERβ MDA-MB-231 κυττάρων. Επιπλέον, η καταστολή του ERβ μειώνει την έκφραση των μεσεγχυματικών δεικτών fibronectin και vimentin, ενώ αυξάνει τα επίπεδα έκφρασης του επιθηλιακού δείκτη Ε-cadherin και τις κυτταρικές διεπαφές. Οι συγκεκριμένες αλλαγές ακολουθούνται από μειωμένα επίπεδα των λειτουργικών ιδιοτήτων που προάγουν την επιθετικότητα των συγκεκριμένων καρκινικών κυττάρων, όπως ο πολλαπλασιασμός, η μετανάστευση, η διήθηση και η προσκόλληση. Αξίζει να σημειωθεί ότι η καταστολή του ERβ μειώνει τη μετανάστευση των MDA-MB-231 καρκινικών κυττάρων μαστού μέσω των σηματοδοτικών μονοπατιών EGFR/IGF-IR και JAK/STAT. Επιπλέον, τα δεδομένα μας αποκάλυψαν ότι ο ERβ κατέχει κρίσιμο ρόλο στη ρύθμιση της μεταγραφικής και πρωτεϊνικής έκφρασης σημαντικών τελεστών του ECM, όπως των μεμβρανικών συνδεκανών και της ενδοκυττάριας σεργλυκίνης, πολλών ΜΜΡs, συστατικών του συστήματος ενεργοποίησης του πλασμινογόνου και υποδοχέων κινάσης τυροσίνης. Αυτά τα δεδομένα δείχνουν ξεκάθαρα ότι ο ERβ αποτελεί σημαντικό ρυθμιστή της κυτταρικής συμπεριφοράς και της σύστασης του ECM των υψηλού μεταστατικού δυναμικού, MDA-MB-231 καρκινικών κυττάρων μαστού, ανοίγοντας ένα νέο πεδίο έρευνας για την κατανόηση του ρόλου του και τη βελτίωση της φαρμακολογικής στόχευσης του μη-ορμονοεξαρτώμενου, επιθετικού καρκίνου του μαστού.Oι επιγενετικές αλλαγές είναι υπεύθυνες για την ικανότητα των καρκινικών κυττάρων να μεταναστεύουν. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, αποδείξαμε ότι η έκφραση των ERs συνδέεται με τη διαφορική έκφραση πολλών miRNAs που σχετίζονται με την εξέλιξη του καρκίνου του μαστού, στα MCF-7 και MDA-MB-231 καρκινικά κύτταρα μαστού, ενώ κυρίως τα miR-10b (ογκογενετικό miRNA) και miR-200b (αναστολέας του ΕΜΤ) φαίνεται να είναι εκείνα που εμπλέκονται στη ρύθμιση της επιθετικής συμπεριφοράς των MDA-MB-231 κυττάρων. Μάλιστα η έκφρασή τους διαμεσολαβείται από τη διεπικοινωνία των σηματοδοτικών μονοπατιών EGFR/IGF-IR με τη 17β-οιστραδιόλη (E2). Επιπλέον, η καλλιέργεια των ERα-θετικών, MCF-7, και ERβ-θετικών, MDA-MB-231, κυττάρων σε μέσο καλλιέργειας απουσία οιστρογόνων, έχει διαφορετικό αντίκτυπο στην έκφραση των παραπάνω miRNAs και στη συμπεριφορά αυτών των κυττάρων, γεγονός που εξηγεί τη στοχευμένη επίδραση της E2 στην έκφραση των miRNAs, αναλόγως της έκφρασης των ERs στα καρκινικά κύτταρα μαστού. Παράλληλα, η καταστολή του ERβ στα MDA-MB-231 κύτταρα οδήγησε σε σημαντικές αλλαγές στα προφίλ έκφρασης συγκεκριμένων miRNAs, συμπεριλαμβανομένων των miR-10b, miR-200b και miR-145 (ογκοκατασταλτικό miRNA). Η υπερέκφραση του miR-10b είτε η αποσιώπηση του miR-145 στα shERβ MDA-MB-231 κύτταρα, αποκάλυψαν ότι τα συγκεκριμένα miRNAs ρυθμίζουν τις λειτουργικές ιδιότητες, το πρόγραμμα ΕΜΤ και την έκφραση σημαντικών τελεστών του ECM που είναι γνωστοί για την εμπλοκή τους στην επιθετικότητα του καρκίνου του μαστού. Τα δεδομένα έδειξαν ότι το miR-10b συμμετέχει ενεργά στη ρύθμιση των ιδιοτήτων, στην έκφραση δεικτών του ΕΜΤ και στη σηματοδότηση ERK1/2 στα shERβ MDA-MB-231 καρκινικά κύτταρα, επηρεάζοντας έτσι τη σύσταση του ECM, με αποτέλεσμα την ενίσχυση της επιθετικότητας των κυττάρων αυτών. Σημαντικότερη επίδραση παρουσιάζεται στη συνδεκάνη-1 και σε μόρια του πρωτεολυτικού καταρράκτη, κυρίως στις ΜΜΡ2, ΜΜΡ7, ΜΜΡ9. Αντίστοιχα, η καταστολή του miR-145 επήγαγε σημαντικά την επιθετικότητα των shERβ MDA-MB-231 κυττάρων καθώς και τη διαδικασία ΕΜΤ. Επιπλέον, η καταστολή της έκφρασης του συγκεκριμένου miRNA οδήγησε σε σημαντικές μεταγραφικές και πρωτεϊνικές αλλαγές των ρυθμιστών του ECM, όπως του HER2 και πολλών MMPs, ενώ επήγαγε τα επίπεδα φωσφορυλίωσης των ERK1/2 κινασών σε αυτά τα κύτταρα, υποδηλώνοντας τον κρίσιμο ρόλο του miR-145 στην ενεργοποίηση του συγκεκριμένου σηματοδοτικού μονοπατιού.Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης αποδεικνύουν ότι οι αλλαγές που παρατηρούνται στην κυτταρική συμπεριφορά και στη σύσταση του ECM από την καταστολή του ERβ στα MDA-MB-231 καρκινικά κύτταρα μαστού, είναι στενά συνδεδεμένες με συγκεκριμένες επιγενετικές τροποποιήσεις σε επίπεδο miRNAs. Καταλήγοντας, η στόχευση των ERα/β-ρυθμιζόμενων miR-10b, miR-200b και miR-145 αποτελεί ένα πολλά υποσχόμενο εργαλείο για την έγκαιρη διάγνωση και την αποτελεσματική φαρμακολογική στόχευση του επιθετικού, μη-ορμονοεξαρτώμενου καρκίνου του μαστού.