Έκφραση του μεταγραφικού παράγοντα E2F-1 στο μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα
Authors: Μπουντά Μάρθα 
Published: August 2021

Ένας μεγάλος αριθμός επαγωγικών και ανασταλτικών σημάτων συγκλίνει στο μονοπάτι των πρωτεϊνών pRb-E2F-1, το οποίο παίζει καθοριστικό ρόλο στην πορεία του κυτταρικού κύκλου. Τα δεδομένα που αφορούν τις διαταραχές του γονιδίου του μεταγραφικού παράγοντα E2F-1 στις πρωτογενείς κακοήθεις νεοπλασίες είναι περιορισμένα. Αρκετές in vitro μελέτες αναφέρουν ότι ο μεταγραφικός παράγοντας E2F-1 μπορεί να δράσει είτε ως ογκοπρωτεΐνη είτε ως ογκοκατασταλτική πρωτεΐνη. Λαμβάνοντας υπόψη αυτή τη διχογνωμία για τη λειτουργία του E2F-1 και το κρίσιμο ρόλο που διαδραματίζει στον έλεγχο του κυτταρικού κύκλου, ασχοληθήκαμε με μία σειρά 87 δειγμάτων μη-μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα, που είχαν προηγουμένως μελετηθεί για γενετικές αλλοιώσεις στο δίκτυο των ρυθμιστικών πρωτεϊνών pRb-p52-MDM2 (Laboratory of Histology and Embryology: Gorgoulis et al. Am J Pathol, 1998; 153: 1749-65 and Gorgoulis et al. Mol Med, 2000; 6: 208-237), και εξετάσαμε τα ακόλουθα: α) τα επίπεδα του μεταγραφικού παράγοντα E2F-1 σε επίπεδο πρωτεΐνης, mRNA (επίπεδο μεταγραφής) και DNA (επίπεδο του γενετικού υλικού), β) τη σχέση του E2F-1 με τις κινητικές παραμέτρους και την γονιδιακή αστάθεια των όγκων, γ) τη σχέση του E2F-1 με τα επίπεδα του παράγοντα CBP, που λειτουργεί ως συνεργάτης του στη διαδικασία της μεταγραφής (Laboratory of Histology and Embryology: Gorgoulis et al, J Pathol, in press), καθώς και τη σχέση του με το δίκτυο των πρωτεϊνών pRb-p53-MDM2, που παίζουν ρυθμιστικό ρόλο κατά τη μετάβαση του κυττάρου από την G1 στην S φάση του κυτταρικού κύκλου δ) τη συσχέτιση του E2F-1 με την ογκοπρωτεΐνη K-Ras και, ε) την επίδραση του E2F-1 στην εξέλιξη των ασθενών. Για τη μελέτη των πρωτεϊνικών επιπέδων του μεταγραφικού παράγοντα E2F-1 χρησιμοποιήθηκε η τεχνική της ανοσοϊστοχημείας. Η μελέτη του E2F-1 σε επίπεδο μεταγραφής στηρίχθηκε σε μία ημι-ποσοτική αντίδραση αλυσιδωτής πολυμεράσης, σε συνδυασμό με την αντίστροφη μεταγραφή (RT-PCR). Στη συνέχεια διερευνήθηκε η πιθανότητα ύπαρξης μεταλλαγών με την αυτοματοποιημένη τεχνική ανίχνευσης της πρωτοταγούς αλληλουχίας του DNA κατά Sanger. Τα πρωτεϊνικά επίπεδα τόσο του E2F-1, όσο και του CBP ήταν σημαντικά αυξημένα στις καρκινικές περιοχές σε σύγκριση με τον παρακείμενο φυσιολογικό επιθήλιο (Ρ< 0.001). Η υπερέκφραση του E2F-1 συσχετίστηκε με τα αυξημένα επίπεδα του mRNA στο 82 % των περιπτώσεων. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με τη χαμηλή συχνότητα γονιδιακής ενίσχυσης (9%) που παρατηρήθηκε στα δείγματα σε προηγούμενη εργασία (Laboratory of Histology and Embryology: Gorgoulis et al, J Pathol, in press), υπονοεί ότι ο κυριότερος μηχανισμός υπερέκφρασης του μεταγραφικού παράγοντα E2F-1 στο μη- μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα είναι η διαταραχή στο μεταγραφικό επίπεδο. Από την άλλη πλευρά, η ανάλυση της πρωτοδιάταξης του γονιδίου του μεταγραφικού παράγοντα E2F-1 αποκάλυψε μία μόνο σωματική μεταλλαγή στο κωδικόνιο 371 (αντικατάσταση του αμινοξέος γλουταμίνης από το αμινοξύ ασπαραγίνη), καθώς και έναν πολυμορφισμό στο κωδικόνιο 393 (αντικατάσταση του αμινοξέος γλυκίνη από ένα αμινοξύ σερίνης). Η πιο σημαντική όμως παρατήρηση της παρούσας εργασίας είναι ότι τα καρκινικά δείγματα με αυξημένα επίπεδα του μεταγραφικού παράγοντα E2F-1 εμφάνισαν σημαντική αύξηση των δείκτη ανάπτυξης (Ρ= 0.033 με Cox regression analysis). Η παραπάνω σχέση προκύπτει λόγω της παράλληλης αύξησης τόσο των πρωτεϊνικών επιπέδων του E2F-1, όσο και του δείκτη πολλαπλασιασμού (r= 0.746, Ρ< 0.001), ενώ η απόπτωση δε φαίνεται να επηρεάζεται από τα επίπεδα του E2F-1. Επιπλέον, η συσχέτιση με το ρυθμιστικό δίκτυο των πρωτεϊνών pRb-p53-MDM2, απεκάλυψε ότι διαταραγμένη έκφραση του pRb συνδέεται με σημαντικά υψηλότερα επίπεδα του E2F-1 (Ρ= 0.033), ενώ παρόμοια συσχέτιση παρατηρήθηκε και με την ομάδα των καρκινωμάτων με διαταραγμένο τον παλίνδρομο αρνητικό μηχανισμό ανάδρασης των πρωτεϊνών p53-MDM2. Τέλος, αποκαλύφθηκε ότι υπάρχει μια τάση άμεσης συσχέτισης μεταξύ του E2F-1 και της ενεργοποιημένης με σημειακές μεταλλαγές ογκοπρωτεΐνης K-Ras στο επίπεδο μεταγραφής του πρώτου (Ρ< 0.064). Η συσχέτιση αυτή, που έχει ήδη αναφερθεί σε in vitro πειράματα κυτταρικών σειρών, προτείνει ένα εναλλακτικό τρόπο ενεργοποίησης του E2F-1 στα καρκινικά κύτταρα απευθείας από το K-Ras. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της παρούσας διδακτορικής διατριβής προτείνουν ότι η υπερέκφραση του μεταγραφικού παράγοντα E2F-1 πιθανόν να συμβάλλει στην ανάπτυξη του μη-μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα επάγοντας τον πολλαπλασιασμό. Φυσικά, η ογκογόνος δράση του E2F-1 είναι ιδιαίτερα έκδηλη σε κύτταρα με διαταραγμένο το δίκτυο των ρυθμιστικών πρωτεϊνών pRb-p53-MDM2.