Caracterização da resposta nucleolar à quimioterapia em glioblastomas

Abstract

O nucléolo é uma subestrutura nuclear organizada ao redor das regiões cromossomais que codificam os rRNAs, tendo como função principal formar as subunidades ribossomais. Considerando a taxa proliferativa aumentada de células tumorais, o nucléolo tem papel importante no processo de tumorigênese. Uma vez que ele reflete diretamente na capacidade celular de crescimento e proliferação, a necessidade de uma maior síntese proteica vai resultar em uma biogênese ribossomal aumentada. O número e tamanho de nucléolos é uma característica frequentemente alterada em vários tipos tumorais, onde nucléolos maiores e em maior número estão associados com uma superprodução ribossomal. Por conta disso, a morfologia nucleolar é considerada como fator de prognóstico para desfechos clínicos, correlacionado com a taxa proliferativa tumoral. Porém, não existem informações que descrevem qual o papel do nucléolo para a sobrevivência da célula tumoral frente a estresses como a quimioterapia, tampouco se ocorrem mudanças morfológicas nucleolares após o tratamento quimioterápico. O presente trabalho caracterizou a resposta de células de glioblastoma, que carregam uma mutação no gene TP53, submetidas a tratamento quimioterápico agudo com temozolomida (TMZ). O estresse induzido por TMZ resultou em mudanças morfológicas nucleares e nucleolares e no aumento da expressão de Ki67, um marcador de proliferação. Visando entender melhor sobre o papel do nucléolo e da via de estresse nucleolar na resposta à quimioterapia, também caracterizamos e comparamos a resposta entre a mesma linhagem de glioblastoma com outra, que carrega o gene tipo selvagem, em relação à combinação de tratamento de TMZ com Actinomicina-D, um indutor de estresse nucleolar. Foi possível observar diferenças de resposta entre as duas linhagens, onde a linhagem com fenótipo selvagem para p53 respondeu à indução de estresse nucleolar, apresentando diminuição do tamanho nuclear após a combinação de tratamento. Os resultados obtidos nesse trabalho mostraram que o nucléolo de células de glioblastoma de alto grau respondem ao tratamento quimioterápico agudo com mudanças morfológicas observáveis. Além disso, foi possível inferir que células que carregam mutação na proteína p53 são menos responsivas à indução de estresse nucleolar. De alguma forma, o nucléolo participa ou é impactado pela resposta de estresse induzida pela quimioterapia, e se isso for investigado mais além, pode nos dar uma perspectiva mais aprofundada da importância da resposta nucleolar para a sobrevivência no câncer.

The nucleolus is a nuclear substructure organized around chromosomal regions encoding rRNAs, and its main function is to form ribosomal subunits. Considering the increased proliferative rate of tumor cells, the nucleolus plays an important role in the process of tumorigenesis. Since it reflects directly on the cellular capacity for growth and proliferation, the need for increased protein synthesis will result in increased ribosomal biogenesis. The number and size of nucleoli is a frequently altered characteristic among tumor types, where larger and more numerous nucleoli are associated with ribosomal overproduction. Because of this, nucleolar morphology is considered as a prognostic factor for clinical outcomes, correlating with tumor proliferative rate. However, there is no information describing the role of the nucleolus in tumor cell survival before stresses such as chemotherapy, nor whether nucleolar morphological changes occur after chemotherapy. The present work characterized the response of glioblastoma cells, carrying a mutation in the TP53 gene, subjected to acute chemotherapy treatment with temozolomide (TMZ). TMZ-induced stress resulted in nuclear and nucleolar morphological changes and increased expression of Ki67, a proliferation marker. Aiming to better understand the role of the nucleolus and of the nucleolar stress pathway in response to chemotherapy, we also characterized and compared the response between the same glioblastoma cell line with another one, that carries the wild-type gene, to the combination treatment of TMZ and Actinomycin-D, a nucleolar stress inducer. The two cell lines responded differently, where the cell line with a wild-type phenotype for p53 responded to the nucleolar stress induction, showing a decreased nuclear size after the combination treatment. The results obtained in this work showed that the nucleoli of high-grade glioblastoma cells responded to acute chemotherapy treatment with observable morphological changes. Furthermore, it was possible to imply that cells carrying a mutation in the p53 protein are less responsive to the induction of nucleolar stress. Somehow, the nucleolus participates in or is impacted by the chemotherapy-induced stress response, and if this is further investigated, it may give us insight into the importance of the nucleolar response in the survival of cancer cells.