Evaluación de neogenina-1 como gen blanco de la vía sonic hedgehog en carcinoma basocelular

Abstract

El Carcinoma Basocelular Cutáneo (BCC), un tipo de cáncer de piel, es una de las neoplasias más frecuentes en el ser humano. Es causado por una desregulación de la vía Sonic Hedgehog/Gli (Shh/Gli), cuya señalización juega un rol importante en la proliferación y mantenimiento de nichos celulares troncales. Comúnmente el BCC se caracteriza por ser poco metastático, sin embargo es capaz de dañar significativamente el tejido y existen subtipos de gran agresividad y recurrencia. Por esto se hace necesario entender mejor esta patología y buscar nuevos blancos terapéuticos y/o marcadores tumorales que ayuden a mejorar la prognosis y tratamiento de esta enfermedad. Recientemente se reportó que la proteína Neogenina-1 (NEO1) es un blanco transcripcional de la vía Shh/Gli. NEO1 es un receptor transmembrana de Netrinas y RGM con funciones contexto y ligando dependientes. Se ha postulado que NEO1 pertenece a la familia de receptores de dependencia, entre otras funciones. La habilidad de estos receptores de gatillar apoptosis en ausencia de ligando se ha propuesto como un mecanismo de supresión tumoral, implicado tanto en proliferación como sobrevida de células tumorales. Diversos antecedentes indican que la expresión de NEO1 varía en distintos tipos de cáncer, relacionándose con su grado de proliferación, indiferenciación, agresividad y sobrevida. Estos antecedentes junto a un estudio piloto desarrollado en el laboratorio de la Dra. Palma que indica la presencia de NEO1 en muestras de BCC, permiten postular que: “Los niveles de expresión receptor de dependencia NEO1 y su(s) ligando(s) varían en la progresión del BCC ligado a la sobre-activación de la vía de señalización SHH/GLI”. Para comprobar esta hipótesis se analizó la expresión de mRNA de NEO1 y sus ligandos por PCR cuantitativo y por inmunotinciones en muestras de pacientes con BCC y muestras de piel sana correlacionándolos con la actividad de la vía SHH/GLI; se evaluó la relación entre los niveles de NEO1 y sus ligandos con la agresividad tumoral; y por último se analizaron las variaciones de este receptor, sus ligandos y reporteros la vía Shh/Gli en un modelo murino de BCC. Como principales resultados se observó la presencia de NEO1 y sus ligandos en piel sana y en BCC y se comprobó que los niveles de NEO1 y sus ligandos NTN1 y RGMA se correlacionan positivamente con los niveles de GLI1, un conocido reportero de la vía SHH/GLI. La inhibición de la vía SHH/GLI ex vivo produce una disminución de los niveles de mRNA de estos genes. Notablemente, los niveles de expresión de NEO1, RGMA y GLI1 son menores en las muestras correspondientes a subtipos más agresivos; en la progresión tumoral del BCC murino, dichos niveles disminuyen conforme avanza la enfermedad. El aumento de NEO1 y sus ligandos en las muestras de BCC indolentes podría guardar relación con su rol de receptor de dependencia, promoviendo la proliferación de las células tumorales. En tanto la disminución de NEO1 en subtipos agresivos, guarda relación a lo observado con otros blancos transcripcionales de la vía Shh/Gli y podría estar relacionado con eventos tumorigénicos adicionales. Se concluye que NEO1 y sus ligandos se encuentran aumentados en BCC en correlación con la actividad de la vía SHH/GLI. NEO1 disminuye en casos agresivos de BCC lo que lo podría postular como un potencial marcador prognóstico tumoral

Basal Cell Carcinoma of the skin (BCC), a type of skin cancer, is one of the most common cancers in humans. It is mainly caused by a deregulation of Sonic Hedgehog/ Gli (Shh/Gli) pathway, which plays an important role in proliferation and maintenance of stem cell niches. Commonly, BCC is rarely metastatic, nevertheless it can cause large tissue damage and some aggressive subtypes with great recurrence are known. Therefore a deeper knowledge of this disease is required combined with the search for new therapeutic targets and/or tumor markers that might contribute to improve prognosis and treatment of this pathology. Recently it has been reported that Neogenin-1 (NEO1), a transmembrane receptor, is a transcriptional target of Shh/Gli pathway. NEO1 is a receptor of Netrin and RGM ligands and has both context and ligand dependent functions. NEO1 has been postulated as a death dependence receptor. In the absence of ligand interaction this kind of receptors can trigger apoptosis; process that has been proposed as a tumor suppression mechanism that could be altered in cancer promoting either proliferation or survival of tumor cells. NEO1 and ligand expression have been reported to vary in different types of cancer, in relation to the degree of tumor proliferation, differentiation, aggressiveness and survival. In addition, a pilot study developed in Dra. Palma’s laboratory shows presence of NEO1 in BCC samples. These findings lead us to propose that: “Neogenin-1 and ligand levels of expression vary in BCC tumor progression, relating with SHH/GLI pathway overactivation”. To test this hypothesis both NEO1 and ligand mRNA levels where quantified by qPCR and assessed by immunostaining on human BCC and healthy skin samples, correlating these results with SHH/GLI pathway activity; correlation between NEO1 and ligand levels with aggressiveness was assessed; and finally, variations in NEO1, ligand and SHH/GLI readouts levels were assessed in a BCC mouse model. As key results, presence of NEO1 and ligand was detected in healthy skin and in BCC. NEO1 and ligands (NTN1 and RGMA) mRNA levels presented a positive correlation with GLI1 levels, a classical SHH/GLI readout. Pharmacological inhibition of SHH/GLI pathway ex vivo decreased mRNA levels of these genes. Noteworthy, NEO1, RGMA and GLI1 levels where found to be significantly lower in aggressive subtypes of BCC and, in addition, a decrease their levels with tumor progression was observed. The increase of NEO1 and ligand in BCC samples could be related with its role as a death dependence receptor, promoting tumor cell proliferation. Meanwhile the decrease of NEO1 in aggressiveness could be related with additional tumorigenic events similar to what has been reported for other SHH/GLI transcriptional targets. In conclusion, NEO1 and it ligand are upregulated in BCC in relation to deregulation of the SHH/GLI pathway. NEO1 is decreased in aggressive BCC subtypes; therefore it is possible to evaluate NEO1 as a potential prognosis marker