El factor transcripcional REST reprime el proceso de transición epitelio mesénquima y el fenotipo maligno en células de cáncer de próstata en condiciones de independencia androgénica

Abstract

Introducción El cáncer de próstata (CaP) es el segundo cáncer más frecuente a nivel mundial y representa la quinta causa de muerte por cáncer en hombres. Los pacientes que son diagnosticados con un CaP avanzado son tratados con terapia de deprivación androgénica (ADT), los cuales, luego de 18 a 24 meses, se hacen resistentes al tratamiento, alcanzando un estadio denominado cáncer de próstata resistente a la castración (CRPC). El fenómeno de resistencia puede ser generado por diversos mecanismos, entre los cuales se encuentran los dependientes e independientes del receptor de andrógeno (AR). Entre los independientes, se encuentra el desarrollo del fenotipo neuroendocrino (NEPC), entidad originada posiblemente por un proceso de transdiferenciación que ocurre en las células que componen el CRPC, y que está relacionada con el proceso de transición epitelio mesénquima (TEM). REST es un factor represor de las características celulares neurales, y se encuentra disminuido en NEPC. Recientemente se ha establecido una correlación negativa de REST con factores de la TEM. En base a los antecedentes descritos, proponemos que REST puede reprimir el proceso de TEM, disminuir el fenotipo maligno de este cáncer y aumentar su sensibilidad a enzalutamida. Materiales y métodos Evaluamos la expresión de REST en muestras de tumores y líneas celulares de CaP. Para evaluar los efectos que produce REST en las células de CaP desarrollamos un modelo in vitro de silenciamiento y sobreexpresión de REST en líneas LNCaP y 22rv1, respectivamente. En estas líneas determinamos la expresión de los factores de transcripción de la TEM, como Snail, Slug, Twist y ZEB1, y marcadores de epitelio y mesénquima, como E-cadherina y vimentina, respectivamente. Adicionalmente, determinamos la expresión de AR, ARv7 y KLK3. Para evaluar los efectos de REST en el fenotipo maligno, analizamos las capacidades funcionales de las células con ensayos de migración, invasión y proliferación. La respuesta a tratamiento fue analizada mediante ensayos de viabilidad de células expuestas a enzalutamida. Resultados REST mostró una localización preferentemente nuclear, aunque también estuvo presente en el citoplasma de muestras de pacientes y en cultivos primarios 3D. En nuestros modelos celulares con silenciamiento de REST, se observó un aumento de Twist, vimentina y sinaptofisina, y una disminución en AR y KLK3. Por otro lado, la sobreexpresión de REST disminuye Twist, ZEB1 nuclear y vimentina. Funcionalmente, la sobreexpresión de REST en células 22rv1 disminuye la proliferación, migración, invasión y viabilidad a enzalutamida. Sorpresivamente, Snail disminuyó su expresión en líneas con silenciamiento de REST y la aumenta en células con sobreexpresión. Conclusión Nuestros resultados indican que REST disminuye características de agresividad tumoral, y esto se relaciona con la disminución parcial de factores de la TEM.

Introduction Prostate cancer (PCa) is the second most common cancer worldwide and represents the fifth leading cause of cancer death in men. Patients who are diagnosed with advanced PCa are treated with androgen deprivation therapy (ADT), which, after 18 to 24 months, become resistant to treatment, reaching a stage called castration-resistant prostate cancer (CRPC). The phenomenon of resistance can be generated by various mechanisms, among which are those dependent and independent of the androgen receptor (AR). Among the independent ones, there is the development of the neuroendocrine phenotype (NEPC), an entity possibly originated by a transdifferentiation process that occurs in the cells of the CRPC, and which is related to the epithelial-mesenchymal transition process (TEM). REST is a repressor factor of neural cell characteristics, and it is decreased in NEPC. A negative correlation of REST with TEM factors has recently been established. Based on the described background, we propose that REST may repress the TEM process, decrease the malignant phenotype of this cancer, and increase its sensitivity to enzalutamide. Materials and methods We evaluated REST expression in PCa cell lines and tumor samples. To evaluate the effects that REST produces in CaP cells, we developed an in vitro model of REST silencing and overexpression in LNCaP and 22rv1 lines, respectively. In these lines we determined the expression of TEM transcription factors, such as Snail, Slug, Twist and ZEB1, and epithelial and mesenchymal markers, such as E-cadherin and vimentin. Additionally, we determined the expression of AR, ARv7 and KLK3. To assess the effects of REST on the malignant phenotype, we analyzed the functional capabilities of the cells with migration, invasion, and proliferation assays. The response to treatment was analyzed by viability assays of cells exposed to enzalutamide. Results REST showed a preferentially nuclear localization, although it was also present in the cytoplasm of patient samples and in 3D primary cultures. In our cell models with REST knockdown, we observed an increase in Twist, vimentin, and synaptophysin, and a decrease in AR and KLK3. On the other hand, overexpression decreases Twist, nuclear ZEB1 and vimentin. Functionally, REST overexpression in 22rv1 cells decreases proliferation, migration, invasion, and viability to enzalutamide. Surprisingly, Snail decreased its expression in lines with REST silencing and increased it in cells with overexpression. Conclusion Our results indicate that REST decreases characteristics of tumor aggressiveness, and this is related to the partial decrease of TEM factors.