Sinalização por neurotrofinas em células tronco tumorais como alvo terapêutico em sarcoma de Ewing

Abstract

O sarcoma de Ewing (SE) é um tumor pediátrico altamente agressivo, que afeta ossos e com menor frequência tecidos moles. Acomete, principalmente, crianças, adolescentes e adultos jovens. A principal característica do SE é uma translocação cromossomal que produz o gene fusionado EWS-FLI1, o qual é encontrado em 85% dos tumores de Ewing. Uma maior compreensão da identidade e origem celular é necessária para a identificação de marcadores e alvos terapêuticos. Neurotrofinas (NTs), são proteínas secretadas pelas células as quais regulam aspectos do desenvolvimento e função neuronal e em tecidos não neurais. Inclusive esses mesmos mecanismos são utilizados por tumores. O papel da inibição de neurotrofinas em SE já foi demonstrado, porém seu mecanismo permanece pouco compreendido. A progressão tumoral e resistência à quimioterapia pode significar uma maior resistência de células-tronco tumorais. Neste trabalho nós investigamos características celulares e moleculares, participação de neurotrofinas e de células tronco em linhagens celulares de SE com pan-inibidor de neurotrofinas K252a. Assim, as células da linhagem celular SK-ES-1 foram tratadas com K252a. A expressão de EWS-FLI1 teve um aumento significativo após o tratamento. Esferas tumorais da linhagem SK-ES-1 foram cultivadas e expostas à K252a. Após 72 horas de tratamento, verificou-se uma diminuição significativa do número e tamanho das esferas. Foi observado uma diminuição significativa em Prom1 após o tratamento com K252a, entretanto OCT4 teve expressão aumentada, sendo ambos marcadores de células tronco-tumoral. Esses resultados demonstram pela primeira vez que o K252a atua em nível molecular em células com capacidade tronco-tumoral. Investigamos mecanismos moleculares de vias de sinalização associados com diminuição do crescimento celular de SE. O tratamento com K252a diminuiu níveis de pERK, mas não os níveis totais de ERK1. Esses resultados reforçam que o pan-inibidor de neurotrofinas tem um potencial como nova alternativa para terapia alvo para SE.

Ewing's sarcoma (ES) is a highly aggressive pediatric tumor that affects bones and, less frequently, soft tissues. It mainly affects children, adolescents and young adults. The main feature of ES is a chromosomal translocation that produces the EWS-FLI1 fusion gene, which is found in 85% of Ewing tumors. A greater understanding of cellular identity and origin is necessary for the identification of therapeutic markers and targets. Neurotrophins (NTs) are proteins secreted by cells which regulate aspects of neuronal development and function and in non-neural tissues. Even these same mechanisms are used by tumors. The role of neurotrophin inhibition in ES has been demonstrated, but its mechanism remains poorly understood. Tumor progression and resistance to chemotherapy may increase resistance by tumor stem cells. In this work we investigated cellular and molecular characteristics, participation of neurotrophins and stem cells in ES cell lines with a pan-inhibitor of neurotrophins K252a. Thus, cells of the cell line SK-ES-1 were treated with K252a. EWS-FLI1 expression had a significant increase after treatment. Tumor spheres of the SK-ES-1 strain were cultured and exposed to K252a. After 72 hours of treatment, there was a significant decrease in the number and size of the spheres. A significant decrease in Prom1 was observed after treatment with K252a, however OCT4 had increased expression, which are both stemness markers. These results demonstrate for the first time that K252a acts at the molecular level in cells with stem-tumor capacity. We investigated molecular mechanisms of signaling pathways associated with decreased SE cell growth. K252a treatment decreased pERK levels but not total ERK1 levels. These results reinforce that the neurotrophin pan-inhibitor has a potential as a new alternative for targeted therapy for SE.