Η ενεργοποίηση του μονοπατιού Wnt προωθεί τη νευρωνική διαφοροποίηση του γλοιοβλαστώματος E Rampazzo et al: Wnt activation promotes neuronal differentiation of Glioblastoma. Cell Death and Disease (2013) 4, e500 Μάθημα: Μοριακές ασθένειες(Βιοτεχνολογία) Υπεύθυνη μαθήματος: Φράγκου Μαρία Φοιτήτρια: Ζιώγα Αικατερίνη Α.Μ.5210 Ακαδημαϊκό έτος: 2013-2014 http://www.mir.wustl.edu/neurorad/internal.asp?NavID=92

Γιατί το γλοιβλάστωμα; Είναι ο πιο κοινός τύπος κακοήθους όγκου στο Κεντρικό Νευρικό Σύστημα Είναι μία από τις πιο επιθετικές κακοήθειες στον άνθρωπο

Γιατί το ενδιαφέρον για περαιτέρω διαφοροποίηση; Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην έρευνα των όγκων είναι η δυνατότητα επαναπρογραμματισμού των καρκινικών κυττάρων προς λιγότερο επιθετικούς φαινοτύπους

Μερικά GBM κύτταρα… Εκφράζουν δείκτες νευρικών προγονικών κυττάρων(CD133, Sox2, Musashi1, Bmi1, Nestin) Έχουν δυνατότητα αυτοανανέωσης Μπορούν να διαφοροποιηθούν σε πολλούς κυτταρικούς τύπους ανάλογα με τις συνθήκες καλλιέργειας Φαίνεται να προέρχονται από νευρικά καρκινικά βλαστικά κύτταρα( cancer stem cells- CSCs)

Γιατί το μονοπάτι Wnt; Πρόσφατα βρέθηκε ότι το μονοπάτι Wnt επάγει τη νευρογένεση στον ιππόκαμπο ποντικιών πολλά νευρικά βλαστικά κύτταρα(neural stem cells-NSCs)

Το μονοπάτι Wnt Figure 16-30 Molecular Cell Biology, Seventh edition(2013)

Abbreviations: GBM: Glioblastoma multiforme NeuroD1: Neurogenic differentiation 1 Neurog1: Neurogenin-1 HIF-1a: Hypoxia Inducible Factor 1a TCF1: T-cell factor 1 LEF1: Lymphoid enhancer factor-1 NICD: Notch Intracellular Domain CD133: Cluster of differentiation 133 CSCs: Cancer Stem Cells

Η ενεργοποίηση του Wnt προωθεί τη νευρωνική διαφοροποίηση στα GBM κύτταρα Η έκφραση της Nestin μειώνεται ενώ η έκφραση της β ΙΙΙ τουμπουλίνης αυξάνεται Η έκφραση του Ki67(δείκτης πολλαπλασιασμού) μειώνεται 2% Ο2

Η ενεργοποίηση του Wnt προωθεί τη νευρωνική διαφοροποίηση στα GBM κύτταρα Μείωση του σχηματισμού σφαιρών(neurospheres) Τα κύτταρα που επωάσθηκαν με Wnt3a σχημάτισαν μικρότερους όγκους και με λιγότερα κύτταρα CD133+ 2% Ο2 FACS Tumorigenicity assay

Ο ρόλος της υποξίας Η ενεργοποίηση του μονοπατιού Wnt μειώθηκε τόσο σε 20% Ο2 όσο και σε κύτταρα που έγινε αποσιώπηση του HIF1a.

Ο ρόλος της υποξίας Η έκφραση των TCF1 και LEF1 ήταν μειωμένη σε 20%Ο2 καθώς και σε κύτταρα με αποσιώπηση του HIF1a.

Υποξία και μονοπάτι Wnt

Ο ρόλος του μονοπατιού Notch Δυνητικός αναστολέας της νευρικής διαφοροποίησης Ρυθμιστής της επιθετικής συμπεριφοράς των GBM κυττάρων

Ο ρόλος του μονοπατιού Notch H ενεργότητα του μονοπατιού Notch μειώθηκε στα κύτταρα με Wnt3a ή με διαμόλυνση με CA-β-catenin.

Ο ρόλος του μονοπατιού Notch Επώαση με Wnt αυξάνει τη μεταγραφή των Numb και NumbL(αναστολείς του NICD). Η β-catenin προσδένεται στον υποκινητή του γονιδίου του Numb. ChIP

Αναστολή μονοπατιού Notch

Zebrafish Επιβεβαίωση in vivo των αποτελεσμάτων έγινε στο zebrafish του οποίου φυσιολογικά ο εγκέφαλος διαθέτει αφθονία μορίων Wnt και επίσης μπορεί και αναπτύσσεται σε υποξικές συνθήκες. Παρατηρήθηκε επαναπρογραμματισμός των GBM κυττάρων που είχαν ενεθεί στον εγκέφαλο του zebrafish προς κύτταρα με χαρακτηριστικά νευρώνων.

Διαφοροποίηση της μορφολογίας των GBM κυττάρων στο zebrafish

Νευρωνική διαφοροποίηση και αναστολή πολλαπλασιασμού Αύξηση έκφρασης της τουμπουλίνης και της ΜΑΡ2.

Νευρωνική διαφοροποίηση και αναστολή πολλαπλασιασμού Αύξηση της έκφρασης NeuroD1, β- ΙΙΙ-tubulin και Neurog1. Καμπύλη επιβίωσης 2 ετών δείχνει ότι δε μεταβλήθηκε η επιβίωση των zebrafish μετά την εισαγωγή των κυττάρων.

Αναστολή της σηματοδότησης Wnt Μη διαφοροποίηση Διατήρηση ικανότητας πολλαπλασιασμού

Έκφραση γονιδίων

Microarray analysis Γονίδια νευρωνικής ανάπτυξης Γονίδια πολ/σμού, αγγειογένεσης και γλυκόλυσης Microarray analysis Γονίδιο πολυδυναμίας

Συμπεράσματα GBM κύτταρα που επωάστηκαν με Wnt3a ή διαμολύνθηκαν με CA-β-catenin εμφάνισαν αύξηση των β-ΙΙΙ-tubulin+ κυττάρων και υψηλά επίπεδα NeuroD1 και Neurog1.

Συμπεράσματα Η υποξία προωθεί την ενεργοποίηση του μονοπατιού Wnt μέσω του Hif-1a που ρυθμίζει τα μόρια TCFs. Η ενεργοποίηση του Wnt αυξάνει την έκφραση των Numb και NumbL τα οποία αναστέλουν το NICD και άρα το μονοπάτι Notch. H διαφοροποίηση λόγω του Wnt και η αναστολή του Notch συνέβει κυρίως στα CD133+ stem-like GBM κύτταρα.

Συνολικά

references E Rampazzo, L Persano, F Pistollato, E Moro, C Frasson, P Porazzi, A Della Puppa, S Bresolin1, G Battilana, S Indraccolo, G Te Kronnie, F Argenton, N Tiso and G Basso: Wnt activation promotes neuronal differentiation of Glioblastoma. Cell Death and Disease (2013) 4, e500 Lodish, Berk, Kaiser, Krieger, Scott, Bretscher, Ploegh, Amon, Scott(2013), Molecular cell biology, Seventh edition, W.H. Freeman and Company Εικόνα εισαγωγής: http://www.mir.wustl.edu/neurorad/internal.asp?NavID=92 Εικόνα τέλους: http://coleenpatrick.com/the-perfect-ending/

Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας! http://coleenpatrick.com/the-perfect-ending/