Expressão de BMI1 e ativação ERK colaboram na manutenção do fenótipo indiferenciado em células de meduloblastoma

Abstract

Meduloblastoma (MB), um tumor cerebral prevalentemente infantil, compreende um grupo de tumores com diferentes subtipos moleculares e prognósticos. Esses tumores apresentam alterações em vias de sinalização importantes para o desenvolvimento do cerebelo. Recentemente, estudos genômicos mostraram a importância de fatores epigenéticos para a formação e manutenção de MB. Esses fatores, que regulam processos associados a pluripotência, contribuem para a indução de um fenótipo mais indiferenciado e mais agressivo. Essas células indiferenciadas, as células tronco tumorais (CSC), são identificadas por marcadores como CD133, pela capacidade de formar esferas não aderentes em culturas livres de soro fetal bovino e pela tumorigenicidade. CSC participam nos processos iniciais do tumor, na progressão, na metástase e na recidiva tumoral. Muitos desses processos podem ser explicados pelo fenótipo indiferenciado, ou seja, pela modulação de mecanismos associados a células tronco normais. A ativação de ERK, por exemplo, importante durante o desenvolvimento do cerebelo, está aumentada em biópsias de MB comparada ao tecido normal do cérebro e regula processos como crescimento e migração nesse tumor. O objetivo dessa tese foi avaliar o impacto da modulação epigenética no fenótipo indiferenciado e, consequentemente, na manutenção de células de MB humano. No capítulo I, destaca-se que a inibição de histonas deacetilases (HDACs) por butirato de sódio (NaB) e consequente aumento na acetilação de histonas é capaz de diminuir marcadores de pluripotência de células de MB-SHH e MB-não-WNT/SHH. A ativação da via de ERK contribui para esse efeito e a inibição dessa via intensifica o efeito antiproliferativo de NaB, provavelmente por também modulador a capacidade “tromco”. No capítulo II, ressalta-se a importância da ativação de ERK no MB-Grupo 4. Tumores desse subgrupo com a assinatura gênica específica BMIhigh/CHD7low apresentam um fenótipo de maior malignidade (alta proliferação e indiferenciados) que está relacionado a ativação aumentada da sinalização de ERK. Juntos, os dados dessa tese demonstram que o fator epigenético BMI1 e a ativação da via de sinalização de ERK estão envolvidos na manutenção de um fenótipo indiferenciado em células tumorais de MB, fortalecendo as evidências de que eles devem ser considerados potenciais alvos terapêuticos nesse tumor.

Medulloblastoma (MB), a prevalent type of childhood brain cancer, comprises a tumor group with different molecular subtypes and outcomes. These tumors present modifications in essential pathways in cerebellar development. Recently, integrative genomics studies showed the importance of epigenetic factors to the formation and maintenance of MB. These factors support the malignant and undifferentiated cellular phenotype by regulation of pluripotency-associated process. These cells, named cancer stem cells (CSC), are identified by expression of the marker CD133, by their ability to form non-adherent spheres in fetal bovine serum free medium and by their tumorigenicity. CSCs participate in tumor initiation process, progression, metastasis and relapse. Most of these processes are explained by stemness phenotype derived from modulation of mechanisms associated to normal stem cell. ERK signaling, for example, wich is important for cerebellar development, is upregulated in MB biopsies compare to normal brain. In MB, ERK activation also modulates processes such as growth and migration. The aim of this thesis was to evaluate the impact of epigenetic modulation on the stemness phenotype and, consequently, on the maintenance of human MB cells. In chapter I, it is noteworthy that the inhibition of histone deacetylases (HDACs) by sodium butyrate (NaB) and the consequent increase in histone acetylation is able to decrease stem cell markers in MBSHH and MB-non-WNT / SHH cells. ERK pathway activation contributes to this effect and the inhibition of this pathway enhances the antiproliferative effect of NaB, probably by modulating stemness. In chapter II, we higlighted the importance of ERK activation in MB-Group 4. Tumors in this subgroup harbouring the specific genetic signature BMIhigh/CHD7low have a higher malignancy (high proliferation and undifferentiated status) phenotype that is related to increased activation of ERK signaling. Together, data from this thesis demonstrate that the epigenetic factor BMI1 and the activation of ERK signaling are involved in maintaining an undifferentiated phenotype in MB tumor cells, supporting the view they should be considered as potential therapeutic targets in this tumor type.