El factor transcripcional ZEB1 promueve el desarrollo tumoral y la resistencia a quimioterapéuticos en células de cáncer prostático

Abstract

Introducción: El cáncer de próstata (CaP) en Chile representa la tercera patología oncológica más común en hombres y la segunda en causas de muerte por cáncer. Recientemente se ha visto que uno de los mecanismos involucrados en la malignización celular sería la activación anómala del programa de transición epitelio mesénquima (TEM). Este proceso se caracteriza por la represión de la expresión de marcadores epiteliales y un aumento en la expresión de marcadores mesenquimales, motilidad e invasividad celular y está controlado por factores transcripcionales como Snail, Twist y ZEB1. Estos factores transcripcionales ejercen su función generalmente mediante el reclutamiento de corepresores (como CtBP) o coactivadores (como la histona acetil transferasa p300). Se ha reportado que el factor transcripcional ZEB1, a través de la activación del proceso de TEM, no solo controlaría varios de estos cambios fenotípicos sino que además podría promover la resistencia a quimioterapéuticos. Pese a esto, el rol de ZEB1 en el progreso tumoral del CaP aún no está claro. Por lo tanto, el propósito de nuestra investigación es proponer al factor transcripcional ZEB1 como un componente clave en el progreso tumoral hacia etapas avanzadas del CaP y en el desarrollo de un fenotipo quimioresistente. Hipótesis y objetivos: “El Factor Transcripcional ZEB1 regula la expresión de marcadores de transición epitelio-mesénquima e induce un fenotipo maligno y de resistencia a quimioterapéuticos en células epiteliales de cáncer prostático”. Para responder la hipótesis se plantearon los siguientes objetivos: 1) Generar y caracterizar líneas celulares de cáncer prostático con sobreexpresión y silenciamiento estable de ZEB1 en cuanto a marcadores de TEM y propiedades relacionadas con la malignidad tumoral. 2) Estudiar la sensibilidad y resistencia de células 22Rv1 con sobreexpresión y DU145 con silenciamiento de ZEB1 en respuesta a Docetaxel y posibles mecanismos de resistencia a dicho fármaco. 3) Evaluar el rol de ABCC1 y el mecanismo de apoptosis en la sensibilidad a Docetaxel de células con sobreexpresión y silenciamiento de ZEB1. 3) Evaluar el rol de ABCC1 y el mecanismo de apoptosis en la sensibilidad a Docetaxel de células con sobreexpresión y silenciamiento de ZEB1. Resultados: Los resultados mostraron que la sobreexpresión de ZEB1 causó un aumento en el marcador mesenquimal Vimentina y una disminución del marcador epitelial E-Cadherina, con un aumento en la motilidad, invasividad y capacidades clonogénicas, mientras que su silenciamiento causó una baja en Vimentina, un aumento en E-Cadherina y una baja en las propiedades malignas. Adicionalmente la expresión de ZEB1 promovió un aumento en la resistencia a Docetaxel, cambió que estaría siendo mediado por una menor activación del programa de apoptosis y un aumento en la expresión de la proteína de multiresistencia a drogas ABCC1. Proyección: Nuestros resultados sugieren que ZEB1 podría ser un marcador no solo de progreso y agresividad tumoral en CaP sino también de resistencia al tratamiento con Docetaxel y como blanco terapéutico.

Introduction: Prostate cancer is a cronic health problem representing one of the most diagnosed cancers in men worldwide. The disease has a good prognostic when it is detected in its early stages but at late stages it becomes resistant to all therapies used to treat it. One of the factors that have lately been signaled as a key promoter of tumoral progress is the abnormal activation of the epithelial-mesenchymal transition program (EMT), which allows tumoral cells to acquire malignant properties and resistance to common treatments such as radio and chemotherapy. The transcription factor ZEB1 is one of its main activators and even though it has been reported that it shows higher expression in prostate cancer samples with high Gleason score, its effect over prostate cancer progression still remains unclear. Material and Methods: The prostate cancer cell lines 22Rv1 and DU145 cell were selected for this research due to their low and high expression of ZEB1 respectively. ZEB1 overexpression and silencing was achieved using lentiviral vectors. EMT and chemoresistance was evaluated by measuring levels of key markers using qRT-PCR and Western Blot. Malignancy was evaluated using a Boyden chamber assay. Sensitivity to Docetaxel was analyzed using the MTT method. To study apoptosis we used a commercial kit and the Annexin-V assay. Results: ZEB1 expression caused an upregulation of the mesenchymal marker Vimentin and a downregulation of the epithelial marker E-Cadherin and conferred enhanced motility and invasiveness to 22Rv1 cells while its silencing in DU145 cells showed the opposite switch in markers and decreased motility and invasiveness. Finally, cells overexpressing ZEB1 exhibited lower sensitivity to Docetaxel while silenced cells proved to be more sensitive, change that was mediated by the multi-resistance protein ABCC1 and changes in the apoptosis program. Discussion: Our data poises ZEB1 as a key driver of tumoral malignancy and resistance to Docetaxel treatment, which could be attributed to changes in ABCC1 expression and the apoptosis program. This suggests ZEB1 as a potential therapeutic target to overcome chemoresistance.