Sinalização por neurotrofinas em meduloblastoma : efeitos do bloqueio seletivo de TrkB

Abstract

As neurotrofinas são uma família de proteínas que atuam ligando-se aos receptores tropomiosina cinases para regular o desenvolvimento e a plasticidade do sistema nervoso. O Fator Neurotrófico Derivado do Cérebro, uma neurotrofina que atua se ligando no receptor tropomiosina cinase B (TrkB), tem sido implicado no desenvolvimento e progressão de diversos tipos tumorais. No entanto, o seu papel em meduloblastomas, tipo mais frequente de tumor cerebral pediátrico maligno, ainda permanece pouco estudado. Nós demonstramos que a inibição seletiva de TrkB, utilizando a pequena molécula ANA-12, reduziu a proliferação, viabilidade e induziu apoptose de linhagens celulares de meduloblastoma humano, além de retardar o crescimento de tumores subcutâneos xenográficos de meduloblastoma em camundongos nude. Estes efeitos foram acompanhados pela redução da atividade da cinase reguladora de sinal extracelular, aumento da expressão de RNA mensageiro da proteína transdutora de sinal e ativadora de transcrição 3 e modulação da expressão do inibidor de cinase dependente de ciclina 1A. Além disso, as células de meduloblastoma tratadas com ANA-12 mostraram alterações morfológicas consistentes com diferenciação, aumento dos níveis do marcador de diferenciação neural β-III Tubulina e expressão reduzida do marcador de pluripotência Nestina. Essas descobertas são consistentes com a possibilidade de que a inibição seletiva de TrkB possa exibir efeitos antitumorais em meduloblastoma, possivelmente pela modulação da sinalização intracelular e expressão gênica relacionada a progressão tumoral, apoptose e diferenciação. Nesta tese nós também sumarizamos e discutimos o atual “estado da arte” de pesquisas experimentais sobre a sinalização por neurotrofinas e seus receptores em meduloblastoma. Adicionalmente, nós avaliamos o perfil de expressão dos componentes da sinalização por neurotrofinas a partir de dados de transcriptoma de amostras de subtipos e subgrupos de pacientes com meduloblastoma. Estes dados forneceram evidências de que estes genes possuem potencial para serem utilizados como marcadores diagnósticos, prognósticos e de sobrevivência em pacientes com meduloblastoma.

Neurotrophins are a family of proteins that act by binding to tropomyosin receptor kinase receptors to regulate nervous system development and plasticity. Increasing evidence indicates that neurotrophins and their receptors expressed in cancer cells play a role in tumor growth and resistance to treatment. Brain-derived neurotrophic factor, a neurotrophin that acts by binding to the tropomyosin receptor kinase B receptor, has also been implicated in the progression of several types of cancer. However, its role in medulloblastoma, the most common type of malignant brain tumor afflicting children, remains unclear. Here we show that selective TrkB inhibition with the small molecule compound ANA-12 impaired proliferation and viability of human UW228 and D283 medulloblastoma cells and slowed the growth of medulloblastoma tumors xenografted into nude mice. These effects were accompanied by increased apoptosis, reduced extracellular regulated kinase activity, increased expression of signal transducer and activator of transcription 3, and differential modulation of cyclin dependent kinase inhibitor 1A expression dependent on the cell line. In addition, medulloblastoma cells treated with ANA-12 showed morphological alterations consistent with differentiation, increased levels of the neural differentiation marker β-III Tubulin, and reduced expression of the stemness marker Nestin. These findings are consistent with the possibility that selective TrkB inhibition can display consistent anticancer effects in medulloblastoma, possibly by modulating intracellular signaling and gene expression related to tumor progression, apoptosis, and differentiation. In this thesis we also summarize and discuss the current "state of the art" of experimental research on neurotrophin signaling and its receptors in medulloblastoma. Furthermore, we investigated the clinical relevance of the neurotrophins and their receptors in data sets derived from arrays and RNA-seq profiling across medulloblastoma subgroups and subtypes. These data provided evidence that these genes have the potential to be used as markers for diagnostic, prognostic and survival in medulloblastoma patients.