La proteina prionica cellulare regola il mantenimento delle caratteristiche di staminalità di cellule di glioblastoma umano tramite l’attivazione della via di segnalazione intracellulare WNT-beta catenina

Abstract

Il glioblastoma (GBM) rappresenta la forma più maligna tra i gliomi ed è associato ad una sopravvivenza che difficilmente supera i 2 anni con gli attuali standard terapeutici. Tra i principali responsabili di questa prognosi infausta e delle frequenti recidive un ruolo importante viene svolto dalle cellule staminali tumorali (CST), diventate recentemente il vero bersaglio terapeutico poiché meno sensibili alla terapia convenzionale e capaci di sostenere la crescita tumorale e la staminalità. Le CST di GBM hanno un’elevata espressione della proteina prionica cellulare (PrPC) che svolge un ruolo fondamentale nelle caratteristiche funzionali di queste cellule. In questa tesi abbiamo studiato il ruolo della PrPC nel mantenimento di caratteristiche fenotipiche e genotipiche di staminalità nelle CST di GBM, e il ruolo dell’attivazione della via di trasduzione del segnale di Wnt-β catenina in questi effetti. Gli esperimenti sono stati condotti su 5 linee di CST di GBM in cui sono stati modificati i livelli di espressione di PrPC, tramite silenziamento, overespressione e ri-espressione genica. La riduzione dell’espressione della PrPC determina l’inibizione della via di Wnt-β catenina con successiva inibizione della trascrizione dei geni di staminalità e maggior rappresentazione di marcatori di differenziamento astrocitario, determinando, nelle CST, un minor tasso di proliferazione e di invasività in vitro e mancata crescita in strutture organoidi. In assenza di PrPC viene meno l’espressione di geni che favoriscono la transizione epitelio-mesenchimale. Questi effetti erano tutti revertiti quando la PrPC veniva riespressa nelle cellule silenziate. Quindi proponiamo che la PrPC possa essere un nuovo bersaglio terapeutico per aumentare la sopravvivenza e diminuire le recidive in pazienti con diagnosi di GBM e che risultati comparabili possano essere ottenuti inteferendo con la via di trasduzione di Wnt-β catenina.

Glioblastoma (GBM) represents the most malignant form of gliomas and it is associated with a survival that hardly exceeds 2 years with current therapeutic standards. Among the main culprits of this poor prognosis and frequent relapses, an important role is played by cancer stem cells (CST), which have recently become the real therapeutic target since they are less sensitive to conventional therapy and capable of supporting tumor growth and stemness. GBM CSTs have a high expression of cellular prion protein (PrPC) which plays a fundamental role in the functional characteristics of these cells. In this thesis we have studied the role of PrPC in maintaining phenotypic and genotypic characteristics of stem cells in GBM CSTs, and the role of the activation of Wnt-β catenin signal pathway in these effects. The experiments were carried out on 5 GBM CST lines in which PrPC expression levels were modified, by silencing, overexpression and gene re-expression. The reduction of the expression of the PrPC determines the inhibition of the Wnt-β catenin pathway with subsequent inhibition of the transcription of stem genes and greater representation of astrocytic differentiation markers, determining, in the CST, a lower rate of proliferation and invasiveness in vitro and growth failure in organoid structures. In the absence of PrPC, the expression of genes that promote the epithelial-mesenchymal transition is lost. These effects were all reversed when PrPC was re-expressed in silenced cells. We therefore propose that PrPC may be a new therapeutic target to increase survival and decrease relapses in patients diagnosed with GBM and that comparable results can be obtained by interfering with the Wnt-β catenin pathway.