ApoJ/clusterina: un nuovo soppressore tumorale per il neuroblastoma

Abstract

La clusterina e’ una proteina ubiquitaria il cui ruolo biologico e’ attualmente motivo di studio e discussione. Studi condotti da diversi gruppi di ricerca ne hanno evidenziato sia la overespressione che il silenziamento in differenti tumori umani. Definire un ruolo fisiologico per questa proteina risulta ulteriormente difficile in seguito a studi che la descrivono come promotore dell’apoptosi, della motilita’ cellulare e dell’ infiammazione. Il gene della clusterina codifica per diverse isoforme proteiche, quella citoplasmatica e quella nucleare, derivanti da uno stesso mRNA, in seguito a modificazioni post-traduzionali. Queste diverse isoforme sono implicate sia nel processo di sopravvivenza cellulare, sia in quello di morte cellulare. E’ possible che la scelta tra soppravvivenza cellulare e apoptosi sia strettamente correlata con la differente espressione di queste due isoforme, quella citoplasmatica e quella nucleare. Nel cancro, l’alterazione nel pattern d’espressione della clusterina e’ stato visto nella prostata, seno, pancreas, vescica ed esofago. Nel neuroblastoma, studi precedetemente condotti nel nostro laboratorio hanno evidenziato come la clusterina sia in grado di regolare negativamente l’oncoproteina NF-kB. Inoltre la delezione genetica di clusterina determina un’incremento dell’incidenza di neuroblastomi in modello murino. Recentemente e’ stato dimostrato che la clusterina, nel neuroblastoma, e’ negativamente e indirettamente regolata dal protooncogene MYCN attraverso l’attivazione del cluster miRNAs 17-92. MYCN e’ un fattore trascrizionale in grado di regolare direttamente o indirettamente l’espressione genetica dei suoi geni bersaglio. L’interazione indiretta avviene mediante il reclutamento di altre molecole quali HDAC o DNA metiltransferasi che , agendo a livello della struttura della cromatina, modulano l’espressione del gene bersaglio. MYCN agisce direttamente legandosi a specifiche sequenze consenso (E-BOX) presenti sul promotore del gene target. Il promotore della clusterina presenta diverse sequenze consenso target-specifiche per MYCN. L'alterazione delle strutture che riducono o aumentano l'accessibilità alla trascrizione e traduzione dei geni, si configura come un evento epigenetico che determina un'alterazione dell' equilibrio cellulare favorendo lo sviluppo di cellule tumorali. L'utilizzo di farmaci demetilanti e/o inibitori dell'istone deacetilasi sono in grado di riportare il livello d'espressione di ApoJ/clusterina a livelli normali in diversi tipi di linee celluari, comprese quelle di neuroblastoma.

Epigenetic reprogramming is an important mechanism of oncogene-induced tumourigenesis. MYCN, a neuronal specific member of the MYC family of transcription factors, is amplified and highly expressed in aggressive, metastatic neuroblastomas. In this study we show that MYCN inhibits the expression of CLUSTERIN (CLU), a potential tumour suppressor gene, by direct interaction with a non canonical E-box sequence in the 5’ flanking region of the CLU promoter. We found that binding of MYCN to the CLU gene causes the appearance of bivalent epigenetic marks, typically observed in the promoters of developmentally regulated genes in stem cells, such as acetylated histones H3/4, di-methylated H3K4 , tri-methylated H3K9-K27, and recruitment of histone deacetylases and polycomb proteins. Tricostatin A and Valproic acid, two inhibitors of histone deacetylases currently used in cancer clinical trials, re-activate the expression of CLU in MYCN amplified neuroblastoma cell lines, causing inhibition of their proliferation and invasive potential. Notably, the effects of the epigenetic drugs are completely abrogated when CLU expression is silenced by RNA interference.

This is, to our knowledge, the first study documenting that a MYC oncoprotein can impose a bivalent state and negatively modulate a tumour suppressor gene by direct interaction with an E-box motif. The observation that CLU is an essential mediator of the therapeutic effects of histone deacetylase inhibitors in MYCN-driven tumours suggests that re-activation of CLU in cancer patients could be used to predict a favourable response to epigenetic drugs.