Identificazione di geni coinvolti nella migrazione e invasione cellulare regolati da una forma mutata della proteina oncosoppressore P53 in linee cellulari di carcinoma mammario

Abstract

Le mutazioni di TP53 sono determinanti per la trasformazione neoplastica e influenzano l’espressione di geni coinvolti nella regolazione del ciclo cellulare, apoptosi, riparazione del DNA, autofagia e senescenza. Studi preliminari di RNAsequencing condotti nel Laboratorio di Mutagenesi e Prevenzione Oncologica hanno identificato geni differenzialmente espressi nelle linee cellulari MDA-MB-231, esprimente p53R280K e T1, ottenuta per silenziamento stabile della p53 mutata. Lo scopo è selezionare i geni potenzialmente coinvolti nella migrazione e adesione cellulare, validare la loro diversa espressione e studiare la regolazione da p53. Attraverso tecniche di biologia cellulare e molecolare abbiamo confermato che le linee cellulari MDA-MB-231 e T1 rappresentano un buon modello per lo studio di geni coinvolti nella promozione delle metastasi del tumore al seno per le diverse caratteristiche di adesione e proliferazione cellulare. Le analisi hanno identificato geni potenzialmente regolati da p53R280K e noti per essere coinvolti in signaling cellulare, adesione cellulare, traffico di membrana, metabolismo e trascrizione genica e che potrebbero avere ruolo nella migrazione e nell’induzione di metastasi. Per molti di questi geni non è nota una modulazione da parte della p53, sia selvatica che mutata. Abbiamo individuato ENPP1 la cui espressione risulta molto elevata in presenza di p53R280K, anche in altre cellule tumorali, come le HCT116 di tumore al colon. Questa proteina è nota per il suo ruolo nella migrazione cellulare perché degrada selettivamente il cAMP extracellulare grazie alla sua funzione fosfodiesterasica/pirofosfatasica e può influenzare la risposta cellulare all’immunoterapia. L’identificazione di una regolazione di ENPP1 p53-dipendente potrebbe caratterizzare una nuova funzione di p53 mutata nella risposta all’immunotereapia e rafforzare l’idea che la degradazione di proteine p53 mutate è importante per sensibilizzare le cellule ad una terapia antitumorale.

Mutations of TP53 gene are crucial for neoplastic transformation and can influence the expression of many genes involved in cell cycle regulation, apoptosis, DNA repair, autophagy and senescence. Preliminary studies of RNAsequencing carried out in the Mutagenesis and Oncologic Prevention Unit led to the identification of differentially expressed genes in two cell lines, the MDA-MB-231, expressing p53R280K and its derivative cell line T1, knock down for p53R280K. The aim is to identify and select genes potentially involved in cell migration and adhesion and to validate their p53-dependent expression. Using cellular and molecular biology techniques we obtained results confirming that MDA-MB-231 and T1 cells represent a good model for the study of genes involved in promotion of breast cancer metastasis. We identified some genes potentially regulated by p53R280K and known for their role in pathways such as cell signaling, cell adhesion, membrane trafficking, metabolism and gene transcription. These genes may also have a role in migration and induction of tumor metastases; however, their correlation with p53, wild-type or mutant, is currently unknown. In particular, we focused on the ENPP1 gene whose expression is very high in the presence of p53R280K but almost undetectable in T1 cells. The ENPP1 is a phosphodiesterase pyrophosphatase protein known for promoting cell migration when overexpressed; it selectively degrades extracellular cAMP and may affect the immunotherapy response. We found that it is expressed also in other tumor cells, like HCT116 colon cancer cells. In MDA-MB-231 cells treated with a molecule that induces degradation of p53R280K, also the level of ENPP1 is extremely low, indicating a correlation. The identification of a p53 regulation of ENPP1 can allow to characterize new functions of mutant p53 in immunotherapy response. This strengthens the idea that the degradation of p53 mutants can be crucial to sensitize tumor cells towards anticancer therapy.