Rol de RAC3 en la génesis tumoral

• Autores: Panelo, Laura Carolina
• Año de publicación: 2016
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Davio, Carlos; Costas, Mónica A.; Hajos, Silvia; Urtreger, Alejandro; De Siervi, Adriana
• Materia: RAC3; Receptores hormonas esteroidas; Oncogénes; Células madre tumorales; Ciencia de la vida
• Institución: Universidad de Buenos Aires

Fil: Panelo, Laura Carolina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Buenos Aires, Argentina
RAC3 es un coactivador originalmente descripto como específico de receptores de hormonas esteroideas, con actividad acetilasa de histonas y la capacidad de remodelar la cromatina facilitando la expresión de genes blanco de estas hormonas. Se lo encontró sobre-expresado en tumores dependientes de las mismas y por esta razón se lo asoció a tumorigénesis hormono-dependiente. Sin embargo, años más tarde, nuestro grupo y otros investigadores hemos demostrado que RAC3 es un coactivador para otros factores de transcripción como NF-?B aumentando su actividad transcripcional, así como la expresión de algunos de sus genes blanco que contribuyen a la tumorigénesis. Además, tiene otras funciones a nivel citoplasmático por las cuales contribuye al desarrollo tumoral de una gran variedad de tumores dependientes o no de hormonas, por las cuales hoy día se define como un oncogén. Su sobreexpresión tiene un rol inhibitorio de la apoptosis y la autofagia.\nA diferencia de otros oncogenes conocidos, en el caso de RAC3, su rol oncogénico no depende de variantes por mutación, sino que, la sola sobreexpresión es suficiente. Consecuentemente, en células normales, no tumorales, su expresión es limitante y en ocasiones indetectable por técnicas habituales de determinación de proteínas. Sin embargo, es una molécula fácilmente detectada no solo en tumores, sino también en células madre embrionarias dado que recientemente se demostró que su expresión es necesaria para mantener el estado pluripotente.\nA pesar de su sobreexpresión en múltiples tumores, en la mayoría de los casos no se debe a amplificación génica. Los mecanismos que controlan su expresión, así como la etapa en la ontogenia tumoral en la cual se disparan sus niveles no han sido completamente esclarecidos. Sin embargo, hemos demostrado previamente que la respuesta inflamatoria aumenta la transcripción del gen de RAC3 tanto in vivo como in vitro, sugiriendo que el microambiente inflamatorio tumoral podría contribuir en la regulación de su actividad oncogénica y por otro lado, la hipoxia inhibe su expresión. Numerosas evidencias sugieren la existencia de células madre tumorales. Estas serían las responsables de la génesis de tumores, la regeneración de los mismos cuando son trasplantadas, la formación de focos secundarios cuando se generan metástasis, una mayor resistencia a los tratamientos quimioterapéuticos y al igual que las células madre pluripotentes normales, mantendrían la capacidad de auto perpetuarse y dividirse de modo asimétrico generando la progenie tumoral.\nSiendo RAC3 un factor necesario para mantener el estado pluripotente en células madre embrionarias y sobre-expresado en tumores, es posible que su alta expresión constituya un evento temprano en la ontogenia tumoral, independientemente del tipo de tumor, ya sea por una expresión sostenida en caso que las células madre tumorales deriven de células madre normales, o bien, por re-expresión si derivan de células maduras diferenciadas.\nEl objetivo general de este trabajo de tesis fue determinar si el aumento en la expresión de RAC3 en células no tumorales podía inducir transformación tumoral con adquisición de un fenotipo de célula madre tumoral y en qué medida las señales inflamatorias podrían contribuir a esta acción oncogénica.\nBrevemente, en este trabajo se demuestra que la sobreexpresión de RAC3 confiere a las células HEK293 la capacidad de crecer en condiciones limitantes de factores de crecimiento, lo cual podría atribuirse a la sobreexpresión de Ciclina E. Además aumenta la capacidad clonogénica e induce formación de tumor-esferas en suspensión. Compatible con un fenotipo de célula madre tumoral, la sobreexpresión de RAC3 aumenta la expresión de CD44 en la línea HEK293 y su sobreexpresión correlaciona con la side population CD133+ y CD44+ obtenidas a partir de células tumorales. También incrementa la expulsión de Hoechst en una vía sensible a bloqueo por Verapamilo, lo cual se asocia a la presencia de células con características de célula madre tumoral, con expresión aumentada de proteínas MDR. En este sentido, observamos que la sobreexpresión de RAC3 correlaciona con el aumento en la expresión de la proteína ABCG2 involucrada en la resistencia a multidrogas en células tumorales. También observamos que la sobreexpresión de RAC3 inhibe la senescencia inducida por estrés genotóxico y metabólico y esta sobreexpresión es necesaria para el mantenimiento de la actividad telomerasa en células tumorales. La sobreexpresión de RAC3 está asociada a un fenotipo mesenquimático con aumento de la capacidad migratoria e invasiva. Esto involucra cambios morfológicos, de contacto célula-célula y célula-matriz y un cambio en el patrón de expresión de las proteínas Vimentina y Cadherinas además de la síntesis de metaloproteasas 2 y 9. La inoculación de células originalmente no tumorales HEK293 pero transformadas por sobreexpresión de RAC3 en ratones nu/nu, si bien induce el crecimiento de tumores in vivo, éstos no logran establecerse y perdurar en el tiempo. Esto podría ser consecuencia de su naturaleza benigna, o bien, del requerimiento de señales adicionales necesarias para su crecimiento, como por ejemplo el entorno inflamatorio. En este sentido, el estímulo con TNF in vitro potencia los efectos de sobreexpresión de RAC3 en la adquisición del fenotipo mesenquimático y la capacidad migratoria de células HEK293. Estas acciones biológicas son dependientes de la actividad IKK y correlacionan con la translocación de ?-Catenina y el aumento en la actividad del factor de transcripción TCF/LEF, cuya transactivación resultó dependiente de la actividad NF-?B.\nLos resultados obtenidos en este trabajo de tesis demuestran que la sola sobreexpresión de RAC3 sería una señal suficiente para la transformación tumoral de células originalmente no tumorales HEK293 y que esta transformación se asocia a la adquisición de un fenotipo de célula madre tumoral y el entorno inflamatorio podría contribuir potenciando estos efectos.\nDado que las células madre tumorales serían las responsables de la génesis de tumores, la formación de focos secundarios cuando se generan metástasis y una mayor resistencia a los tratamientos quimioterapéuticos, los resultados obtenidos en esta tesis doctoral, contribuyen a una mejor comprensión y conocimiento de estos procesos, para el desarrollo futuro de mejores estrategias terapéuticas considerando el problema de latencia y recidivas.
Ciencias Biológicas
Doctora de la Universidad de Buenos Aires en Farmacia y Bioquímica