Identificazione dei meccanismi molecolari responsabili del ruolo oncosoppressivo della molecola CD99 nell'osteosarcoma
Identification of molecular mechanisms responsible for the tumour suppressive role of CD99 in osteosarcoma
Creators: name: Pinca, Rosa Simona <1984>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2015
Subjects: BIO/13 Biologia applicata

description: CD99, glicoproteina di membrana codificata dal gene MIC2, è coinvolta in numerosi processi cellulari, inclusi adesione, migrazione, apoptosi, differenziamento e regolazione del trafficking intracellulare di proteine, in condizioni fisiologiche e patologiche. Nell’osteosarcoma risulta scarsamente espressa ed ha ruolo oncosoppressivo. L’isoforma completa (CD99wt) e l’isoforma tronca (CD99sh), deleta di una porzione del dominio intracellulare, influenzano in modo opposto la malignità tumorale. In questo studio, comparando cellule di osteosarcoma caratterizzate da differenti capacità metastatiche e diversa espressione di CD99, abbiamo valutato la modulazione dei contatti cellula-cellula, la riorganizzazione del citoscheletro di actina e la modulazione delle vie di segnalazione a valle del CD99, al fine di identificare i meccanismi molecolari regolati da questa molecola e responsabili del comportamento migratorio e invasivo delle cellule di osteosarcoma. L'espressione forzata di CD99wt induce il reclutamento di N-caderina e β-catenina a livello delle giunzioni aderenti ed inibisce l'espressione di molecole cruciali nel processo di rimodellamento del citoscheletro di actina, come ACTR2, ARPC1A, Rho-associated, coiled–coil-containing protein kinase 2 (ROCK2), nonché di ezrina, membro della famiglia ezrin/radixin/moesin e chiaramente associata con la progressione tumorale e la metastatizzazione dell’OS. Gli studi funzionali identificano ROCK2 come mediatore fondamentale nella regolazione della migrazione e della diffusione metastatica dell’osteosarcoma. Mantenendo cSRC in una conformazione inattiva, CD99wt inibisce la segnalazione mediata da ROCK2 inducendo una diminuzione dell’ezrina a livello della membrana accompagnata dalla traslocazione in membrana di N-caderina e β-catenina, principali ponti molecolari per il citoscheletro di actina. La ri-espressione di CD99wt, generalmente presente negli osteoblasti, ma perso nelle cellule di osteosarcoma, attraverso l'inibizione dell'attività di cSrc e ROCK2, aumenta la forza di contatto e riattiva i segnali anti-migratori ostacolando l’azione pro-migratoria, altrimenti dominante, dell’ezrina nell’osteosarcoma. Abbiamo infine valutato la funzione di ROCK2 nel sarcoma di Ewing: nonostante il ruolo oncogenico esercitato da CD99, ROCK2 guida la migrazione cellulare anche in questa neoplasia.
description: CD99, a transmembrane protein encoded by MIC2 gene is involved in multiple cellular events including cell adhesion, migration, apoptosis, cell differentiation and regulation of protein trafficking either in physiological or pathological conditions. In osteosarcoma, CD99 is expressed at low levels and functions as a tumour suppressor. The full-length protein (CD99wt) and the short-form harbouring a deletion in the intracytoplasmic domain (CD99sh) have been associated with distinct functional outcomes with respect to tumour malignancy. In this study, we evaluated modulation of cell-cell contacts, reorganisation of the actin cytoskeleton and modulation of signalling pathways by comparing osteosarcoma cells characterised by different metastasis capabilities and CD99 expression, to identify molecular mechanisms responsible for metastasis. Our data indicate that forced expression of CD99wt induces recruitment of N-cadherin and β-catenin to adherens junctions and inhibits the expression of several molecules crucial to the remodelling of the actin cytoskeleton, such as ACTR2, ARPC1A,  Rho-associated coiled–coil containing protein kinase 2 (ROCK2) as well as ezrin, an ezrin/radixin/moesin family member that has been clearly associated with tumour progression and metastatic spread in osteosarcoma. Functional studies point to ROCK2 as a crucial intracellular mediator regulating osteosarcoma migration and metastatic spread. By maintaining cSrc in an inactive conformation, CD99wt inhibits ROCK2 signalling and this leads to ezrin decrease at cell membrane while N-cadherin and β-catenin translocate to the plasma membrane and function as main molecular bridges for actin cytoskeleton. We propose that the re-expression of CD99wt, which is generally present in osteoblasts but lost in osteosarcoma, through inhibition of cSrc and ROCK2 activity, manages to increase contact strength and reactivate stop-migration signals that counteract the otherwise dominant promigratory action of ezrin in osteosarcoma cells. We also assessed ROCK2 function in Ewing sarcoma cells: despite the oncogenic role exerted by CD99 in these tumour cells, ROCK2 still drives cell migration.