Papéis das isoformas de RXR na diferenciação neuronal mediada pelo ácido retinoico em SH-SY5Y

Abstract

O desenvolvimento e a otimização de terapias visando a reposição da função neuronal dependem largamente da melhor compreensão dos mecanismos moleculares por trás da diferenciação de células neurogênicas em neurônios maduros. O ácido retinoico (AR) promove diferenciação neuronal de diversos tipos celulares por meio de reprogramação gênica e de vias de sinalização citoplasmáticas. Os receptores nucleares RXRs são mediadores moleculares fundamentais para os efeitos celulares do AR; no entanto, o papel isolado de cada uma de suas três isoformas na diferenciação neuronal permanece pouco claro. Tendo isso em mente, foi investigada a diferenciação induzida pelo AR na linhagem de neuroblastoma humano SH-SY5Y. A caracterização dos parâmetros induzidos pelo AR nessas células demonstrou parada no ciclo celular e adoção de características típicas de neurônios maduros. Os perfis de expressão das isoformas presentes nas células SH-SY5Y, RXRα e RXRβ, mostraram-se variavelmente regulados ao longo da diferenciação neuronal, tanto a nível de transcritos quanto de proteína. Por fim, o silenciamento transitório e isolado de RXRα e RXRβ durante as primeiras etapas da diferenciação com AR afetou de forma distinta os fenômenos celulares induzidos pelo composto: enquanto RXRα mostra-se fundamental para efeitos genômicos e não genômicos na diferenciação, RXRβ modula negativamente a extensão de neuritos nas células SH-SY5Y. Assim, o trabalho indica a presença de funções distintas para as isoformas de RXR durante as primeiras etapas da diferenciação neuronal induzida pelo AR em neuroblastoma, e traz novas perspectivas para o estudo de RXRs como alvos moleculares nas abordagens clínicas de reposição neuronal.

Developing and optimizing therapies aiming at restoring neuronal function depend on better understanding the molecular mechanisms behind differentiation of neurogenic cells into mature neurons. Retinoic acid (RA) promotes neuronal differentiation in multiple cell types through gene reprogramming and cytosolic signaling pathways. The nuclear RXR receptors are main molecular mediators of RA cellular effects. However, little is known about specific roles of distinct RXR isoforms in neuronal differentiation. In view of this, the RA-mediated differentiation of SH-SY5Y neuroblastoma cell line was investigated. Analysis of RA-induced parameters in SH-SY5Y cells showed cell cycle arrest and adoption of neuronal hallmarks. The expression profiles of RXR isoforms detected in SH-SY5Y cells, RXRα e RXRβ, were found varyingly modulated along neuronal differentiation both at transcript and protein levels. Finally, transitory silencing of RXRα and RXRβ single isoforms during the first stages of RA-mediated differentiation distinctly affected cellular phenomena induced by RA: whereas RXRα is required for genomic and non-genomic effects during differentiation, RXRβ negatively regulate neurite extension in SH-SY5Y cells. Results thus indicate distinct functions for RXR isoforms during the first stages of RA-dependent neuronal differentiation of neuroblastoma, and reveal new perspectives for studying RXRs as molecular targets in neuronal replacement therapies.