Crosstalk between tgf-beta-induced epithelial-mesenchymal transition and stemness in hepatocellular carcinoma

Resumen

Antecedentes e hipótesis La señalización del factor de crecimiento transformante-beta (TGF-β) en varios cánceres humanos es un importante regulador de la transición epitelio-mesenquimal (EMT) y puede guiar a las células a una de-diferenciación de forma autocrina. Sin embargo, los mecanismos moleculares que integran el fenotipo mesenquimal con la adquisición de propiedades de célula troncal tumoral (CSC) (también definida como célula iniciadora de tumores, TIC) todavía requieren una mayor investigación. En el carcinoma hepatocelular (HCC), aun se sabe muy poco acerca de si el TGF-β regula la plasticidad celular y si eso podría estar relacionado con el proceso de EMT inducido por este factor. La hipótesis de este trabajo de tesis doctoral es que el TGF-β, que está sobre-expresado en muchos tumores humanos de HCC, podría jugar un papel en la regulación de EMT completa o parcial, lo que también podría modular la capacidad de stemness de las células. Objetivos El objetivo principal de este proyecto es analizar los efectos inducidos por el TGF-β sobre el fenotipo CSC y la interacción con el programa de EMT en el carcinoma hepatocelular humano. Este objetivo se divide en cuatro objetivos más específicos: 1. Analizar la relevancia de la vía del TGF-β autocrino en la expresión de los genes de la EMT y CSC en diferentes células de HCC. 2. Investigar el efecto del silenciamiento de la expresión del Receptor I del TGF-β sobre el fenotipo EMT y las propiedades CSC. 3. Estudiar el efecto del tratamiento a largo plazo con el TGF-β en el fenotipo EMT y las propiedades stemness de células epiteliales de HCC. 4. Explorar las correlaciones in vivo entre los genes de TGF-β, stemness y EMT. Análisis de: I) los tumores de ratones con carcinogénesis hepática inducida por la dietil-nitrosamina (DEN); II) tejidos humanos de HCC. Resultados/Conclusiones • La sobre-activación de la vía de TGF-β se correlaciona con un fenotipo mesenquimal, con mayores capacidades migratorias e invasivas y con la expresión de los marcadores CD90 y CD44. • En células con fenotipo plenamente mesenquimal, el TGF-β es crítico no sólo para la expresión de CD44 y las capacidades migratorias e invasivas, sino también para el control de las funciones relacionadas con stemness. • CD44 juega un papel crucial en la determinación no sólo del fenotipo mesenquimal y las habilidades tumorigénicas relacionadas con stemness, sino también en el potencial migratorio e invasivo de las células mesenquimales. • La estimulación crónica de la vía de TGF-β en las células Hep3B se correlaciona con un cambio en la expresión de genes epiteliales (EPCAM, CD133) por marcadores mesenquimales (CD44) relacionados con stemness, que confieren una ventaja tanto en el mantenimiento de las propiedades stemness como en una mejor capacidad para migrar e invadir. • En contraste con lo observado en las células Hep3B, la sobre-activación de la vía del TGF-β en células PLC/PRF/5 induce la expresión simultánea de EPCAM, CD133 y CD44, así como un aumento en migración e invasión. • Además, las células TβT-PLCCD44+ expresan genes epiteliales y mesenquimales, que muestran propiedades stemness similares a la más epiteliales TβT-PLCCD44- pero una mucho más alta capacidad migratoria e invasiva. • La hepatocarcinogénesis inducida por DEN en ratones coincide con aumento de TGF-β, una mezcla de genotipo epitelial/mesenquimal y la expresión simultánea de genes epiteliales y mesenquimales relacionados con stemness. • En tejidos tumorales de pacientes de HCC, la expresión de TGF-β se relaciona tanto con el fenotipo EMT (con la expresión predominante de genes mesenquimales), como con EMT parcial (con presencia simultánea de genes epiteliales y mesenquimales). Sin embargo, la firma genética EMT/stemness más frecuente coincide con la sobre regulación de la expresión de TGF-β y con EMT parcial, lo que lleva a una expresión concomitante de genes epiteliales y mesenquimales relacionados con stemness.