TRANZIŢIA EPITELIAL MEZENCHIMALĂ PRINCIPALII FACTORI ŞI MECANISMUL INSTALĂRII EI

Doctor, Medic Primar Pneumolog POPESCU IULIAN

Secţia clinică de radio-biologie Institutul Clinic Fundenil 

E-mail popdociul@yahoo.com

Dr ALINA HALPERN medic primar pneumolog, Spitalul "Sf. Stefan" Bucuresti

INTRODUCERE

Progresia metastatică este responsabilă pentru majoritatea deceselor prin cancer la om.

Pentru a metastaza sunt necesare procese biologice complexe, care să detaşeze celulele, să le trimită pe cale vasculo-limfatică în zone îndepărtate,unde să supravieţuiască şi să recapete fenotipul epitelial (1,2,3).

Pentru înfăptuirea acestui lucru este nevoie de o conversie fenotipică a celulelor tumorale de la fenotipul epitelial la fenotipul mezenchimal şi este asociat cu achiziţia de potenţial metastatic (4,5,6,7)

În acest proces sunt implicate multe molecule în motilitatea celulară,contactul celulă-celulă, interacţiunea dintre celulă şi matricea celulară (4,6,7). Această transformare ,care este tranzitorie din fenotipul epitelial în fenotipul mezenchimal poartă numele de TRANZIŢIE EPITELIAL MEZENCHIMALĂ (TEM).

Aspecte fiziologice:TEM a fost descrisă prima dată în timpul desvoltării embrionare,când are loc modularea
tisulară,migrarea celulară a viitorului organism.BETTY HAY ((8,9) a evidenţiat TEM în procesul de gastrulă. Ea a arătat nu numai transformarea mezenchimală,dar şi faptul că respectivul eveniment este tranziţional şi se poate reveni la fenotipul epitelial (1968-repectiv-1995). TEM în fiziologie este esenţial în formarea mezodermului şi în formarea tubului neural(II) şi în repararea rănilor.

Patologic TEM este o treaptă importantă în progresia tumorii catre metastazare şi în repararea rănilor (5,6,7)

Celula epitelială,care este staţionară (nu mobilă) se caracterizează şi prin polaritate apico-bazală,joncţiuni ferme ale desmozonilor, inter acţiunea dintre celulă şi matricea extra celulară ((4,6,7) şi cu o expresie crescută a markerilor de adeziune celulară (precum E-cadherin)(8,9)

Celula mezenchimală este mobilă,multi-polară cu aspect fusiform nu face contacte ferme celulă-celulă, poate invada şi exprimă markeri precum : Vimentin, Fibronectin, N-cadherin,Twist, Snail, Slug.

Există şi un mecanism invers şi anume tranziţia de la fenotipul mezenchimal la fenotipul epitelial(TME ) TME se observă fiziologic în desvoltarea diferitelor organe, iar patologic în metastazele canceroase. Nu se cunoaşte bine rolul în cancer. Se crede că participă la oprirea şi stabilizarea metastazelor la distanţă şi permite celulei canceroase să recâştige proprietăţile epiteliale şi să se integreze în organul în care a diseminat. TME poate deveni o ţintă terapeutică în prevenirea metastazelor (9).

BAZA MOLECULARĂ A FACTORILOR PRINCIPALI

ŞI MECANISMELE RESPECTIVE

Procesul TEM este un mecanism complex,care implică modificări în expresia, distribuţia şi(sau) funcţia mai multor proteine (5,10,11).

VIMENTIN. Este o proteină tip III. Creşterea expresiei ei duce la reînlocuirea reţelei cyto-scheletale şi simbolizează transformarea celulei în celulă mezenchim-like(5,10). Creşterea expresiei ei este un semn principal al dovezii existenţei TEM, devenind un fenotip fibroblast-like,care include diseminarea şi creşterea producţiei de matrix-metalo-proteinaze ce vor duce la migrare şi potenţial metastatic(4,12).

CADHERINE

Cadherinele sunt o familie de molecule,care mediază adeziunea celulară (celulă-celulă), este Calcium dependentă şi reglează comunicarea inter-celulară. Gena care codifică E-CADHERIN este CDH1 .

E-CADHERIN este necesară pentru formarea de aderenţe între celulele epiteliale şi menţine proprietăţile epiteliale(1,13,14). THIERY(4,6) măsurând forţa de adeziune celulară a observat că sunt 2 tipuri de Cadherine: tipul 1 unde celulele aderă rapid şi mai puternic şi Cadherina tip 2 care sunt celule migratori i(CHU et al)(15).

În plus s-a mai arătat, că forţa de adeziune a E-cadherinei depinde de interacţiunea cu Activ skeleton cortical 120 şi de prezenţa unei integrine activate, sugerând că Integrinele şi Cadherinele controlează reciproc forţa de adeziune (15).

E-Cadherin, din punct de vedere fiziologic este esenţială în menţinerea integrităţii epiteliale în perioada embrionară şi în repararea ţesuturilor adulte. Semnul principal al EM este pierderea joncţiunilor aderente, datorită pierderii expresiei E-CADHERINEI.

N-CADHERINA face parte din grupul clasic al cadherinelor şi se găseşte în neuroni. N-cadherina contribuie la transformarea mezenchimală. În plus s-a dovedit că N-cadherina supra-reglează MMP-9,lucru ce duce la progresia tumorii (7,12). În apariţia TEM, contează raportul dintre expresia E-cadherinei şi N-cadherinei.

Pierderea expresiei E-cadherinei şi (sau) câştigul expresiei N-cadherinei la suprafaţa celulei tumorale este frecventă şi se corelează cu gradul de diferenţiere şi cu agresivitatea (4,16)

Astfel câştigul N-cadherinei şi pierderea expresiei E-cadherinei sunt asociate frecvent cu metastazarea(.(4,16,17,18) În tranziţia TEM se pierd markeri epiteliali ca E-cadherina şi se câştigă markeri mezenchimali ca N-cadherin sau Vimentin (19).

În plus podoplanin poate duce la creşerea migrării unei celule după pierdeea expresiei E-cadherinei (20.,21). In schimb periostin nu modifică expresia E-cadherin şi N-cadherin(4)

BETA-CATENIN Este o protein citoplasmică,care inter-acţionează direct cu E-cadherin.Complexul E-cadherin-beta-catenin joacă un rol crucial în adeziunea epitelială celulă-celulă şi în menţineea architecturii tisulare. Perturbarea acestui complex în expresie sau funcţie duce la pierderea adeziunii celulare şi în continuare la progresia tumorii. Afectarea expresiei a E-cadherin-beta-Catenin se întâlneşte în 90% în cancerele pulmonare neuro-endocrine. Beta-catenin este situată în zona 3p21.3 şi are o funcţie mai degrabă tumor supresoare decât o funcţie oncogenicăAstfel Beta-catenina joacă un rol major în semnalizarea celulară şi promovarea creşterii celulare (22,2325).

Funcţia de adeziune celulară depinde de integritatea întregei reţelei E-cadherin, ETA-Catenin, Actin (CP)(24).

Scăderea reglării E-cadherin duce la descreşterea diferenţierii şi creşte agresivitatea tumorii şi frecvenţa metastazării.

Beta-catenin inter-acţionează cu E-cadherin la joncţiunile de aderenţă pentru a menţine fenotipul epitelial.

Ca răspuns la semnalele exterioare, Beta-catenin este translocată din membrana extra celulară în citoplasmă, unde este înprăştiată şi degradată,sau poate fi translocată direct în nucleu, unde reglează transcripţia genică şi contribuie la inducerea TEM.

Densitatea celulară modulează adeziunea prin turnoverul E-cadherin-Beta-catenin(26). La o densitate celulară joasă Beta –catenin se translocă în nucleu şi activează represia transcripţiei E-caderinei cu ajutorul genei SNAIL. Acest lucru se observă în zona marginală tumorală unde promovează TEM şi metastazarea.Relaţia comună între E-cadherin şi Beta-catenin este esenţială pentru inducţia şi menţinerea fenotipului mezenchimal (26).

Invers supra expresia E-cadherin sehestrează BETA –CATENIN,face să menţină BETA-CATENIN asociată cu membrana celulară, revenind rolul ei de factor de transcripţie important pentru TEM.

E-cadherin ajută la menţinerea fenotipului epitelial prin descreşterea activităţii NF-Kbeta.Această descreştere alterează activarea SNAIL şi în consecinţă diminuă inducţia genelor ZEB şi a altor markeri mezenchimali (27).

REPRESIUNEA E-caderinei este un moment crucial al TEM, în perioada embrionară şi la tesuturile adulte.Primele represoare cunoscute au fost genele SNAIL Cano et al 2000(28) a identificat SNAIL ca un represor transcripţional direct al CDH1 şi este cheia evenimentelor în procesul TEM.În acest proces intervin 3 familii de represori:familia SNAIl, familia ZEB şi familia bHLH.Aceşti represori duc la represiunea polarităţii celulelor epiteliale şi a diviziunii celulare şi promovează astfel supravieţuirea celulară (Peinado et al 2007)(29).

SNAIL este un factor de transcripţie,care blochează(reprimă) expresia E-cadherinei din celula tumorală epitelială şi în fibroblast. SNAIL etse implicat întransportul proteinei E-cadherin şi în represiunea ei transcripţională(WU Mc CLAY)(30) .Transfecţia SNAIL în celula epitelială duce la un fenotip predominent fibroblastic. Celulele, care exprimă SNAIL prezintă un fenotip în care contactul dintre celule este diminuat. Sunt reprimaţi şi alţi markeri epiteliali ca cyto-keratin8 sau MUC1.

SNAIL induce expresia markerilor mezenchimali ca fibronectin , LEF1 şi al factorului de represiune al E-cadherinei ZEB1.

Atât SNAIL cât şi ZEB1,care au expresie similară în celula epitelială sunt la rândul lor induşi de supra-expresia ILK1, o kinază,care duce la pierderea E-cadherinei şi la achiziţia de fenotip fibroblastic. ZEB1 (zinc finger E-box binding home-box1) este un activator al TEM. El este un promotor al metastazei. Zeb1 inhibă şi expresia familiei miR-200, care este un inductor puternic al diferenţierii şi al stabilităţii epiteliale (Ulrich Wellner)(31)

ZEB2 este un alt represor al E-cadherinei. SNAIL1 controlează activitatealui ZEB2, lucru ce duce la creşterea nivelului proteinei ZEB2(27). În supra-reglarea ZEB2 şi a inducţiei TEM mai sunt implicaţi TGF-Beta , TNF Alfa, AKT şi hipoxia.

Inducţia expresiei SNAIL şi TWIST se face cu ajutorul NFK-B şi duce la formarea mesodermului.Expresia SNAIL este activată de către NFK-B în celulele carcinoamelor squamoase cu ajutorul IGFR şi calea AKT(32). Deasemeni intervine în inducţia TEM în celulele mesoteliale (Strippolin R, Madrid Spania citat 26).

LOXL2(Lyzyl oxidase homolog 2) este o enzimă.,care la om este codificată de gena LOXL2.Nivelul crescut al acestei enzime este legat de diseminarea cancerului şi duce la o rată scăzută a supravieţuirii. Expresia SNAIL +LOXL2 se corelează în formele squamoase cu malignitate sau recidivă locală (33).

Există şi mecanisme pentru păstrarea diferenţierii şi al adeziunii celulare. Supra – expresia E-cadherinei, sechestrarea Beta-cateninei face să menţină Beta – catenina asociată cu membrana celulară, prevenind rolul de factor de transcripţie al ei,lucru important în apariţia TEM.

E-cadherina mai ajută la menţinerea fenotipului epitelial, prin descreşterea activităţii NFKB (de regulă activează SNAIL), care alterează activitatea SNAIL, care la rândul ei face să scadă şi inducţia Zeb şi a altor markeri mezenchimali (Herrero)(27).

În afara genelor SNAIL s-au mai dovedit represori şi alţi factori de transcripţie ca: E47, TWIST, ZEB, E2-2 (28,29).

INTEGRINELE.

Sunt complexe hetero-dimerice de receptori transmembrană,care interacţionează cu regiuni specifice ale proteinei membranei celulare şi transmit semnale din exterior către interiorul celulei în legătură cu proliferarea celulară,adeziunea şi motilitatea celulară (4).

Astfel creşterea integrinei ALFAvBETA3 duce la creştere celulară,invazie(4,34,35), iar creşterea activităţii integrinei ALFAvBETA5 creşte motilitatea (36,37).

Există o legătură reciprocă între Integrine şi receptorii tyrosine-kinase de membrană (4,38,39,40). Astfel factorii de creştere,care activează receptorii tyrosine-kinase,alterează activităţile mediate de integrine în adeziunea celulară,împrăştierea şi migrarea celulară.

Integrinele joacă un rol important în activarea celulelor endoteliale cât şi a celulelor tumorale(4,36,37). Astfel legătura dintre activarea VEGF2(FLK-1/KDR) şi integrinele ALFAvBETA3 în celulele endoteliale este necesară pentru migraţie celulară, adeziune celulară, în timp ce integrina ALFAvBETA5 este necesară pentru adeziunea celulară şi motiliatea celulei canceroase (4,37,43,44).

Convergenţa şi cascadele de semnalizare de la integrine şi receptorii tyrosine-kinase sunt esenţiale pentru celulele endoteliale cât şi pentru celulele tumorale pentru a induce angiogeneza tumorală, invazia, metastazarea. Astfel în celulele endoteliale inter acţiunea integrinelor ALFAvBETA3 şi VEGFR2 este esenţială pentru ca VEGF să inducă angiogeneza (4,45,46).

PERIOSTIN

Este o proteină secretorie(genă specific mezenchimală) care în mod normal este exprimată de osteoblast (gillan etal(4,47).Autorii au găsit că periostin promovează adeziunea şi potenţează motilitatea celulelor canceroase prin fixarea pe integrinele ALFAvBETA 3 şi ALFAvBETA 5.

Deasemeni expresia crescută a perostin se corelează în cancerul uman cu angiogeneza tumorală şi metastazarea(4,48,49,50).Administrarea de către autori(4) de periostin-în experiment-celulelor 293T a dus la faptul că periostin promovează TEM. Cu ocazia acestui experiment s-a observat o creştere a Vimentin,devenind un fenotip fibroblast-like, care include diseminarea şi creşterea producţiei de Matrix-metalloproteinaze(MMP). Apar în continuare migrarea şi potenţialul metastatic.

Pentru a obţine răspunsul agresiv după administrarea de periostin este necesară şi inter-acţiunea cu Integrinele ALFAvBETA5 şi activarea nivelului bazal al EGFR şi receptorii tyrosine-kinase(4,51)Clinic concentraţia înaltă a Periostinului se corelează cu un prognostic sever şi supravieţuire scurtă.Periostin poate fi un marker al prezenţei metastazelor. Producţia mare de periostin poate induce transformarea malignă a fenotipului mezenchimal.

Periostin- în rezumat- ţinteşte: co-activarea semnnalizării integrinelor ALFAvBETA 5, activarea EGFR, creşterea expresiei Vimentin, Fibronectin, MMP toate contribuind la desvoltarea TEM şi la metastazare.

Practic la pacienţii ,cu expresia crescută a EGFR şi a Periostin, li se pot administra inhibitori de tyrosine-kinase pentru controlul metastazării.(4,50,52,53).

PODOPLANIN

Podoplanin este o glycoproteină transmembrană, de dimesiune mică, mucin-like. Este exprimată în mod normal în plamân,inimă,rinichi(în podocitele renale (19,54) pe suprafaţa celulelor alveolare typ 1 la şobolani (19,56). Este exprimat în limfatice şi în linfo-angiogeneză (19,54)) şi în celulele mezoteliale(19,55).

Funcţia fiziologică nu este bine cunoscută.Din datele experimentale se pare că are un rol în desvoltarea şi repararea tisulară şi în carcinogeneză.

Podoplanin este implicat în migrarea celulară şi în invazie, atât in vitro cât şi in vivo (19).

Până nu de mult tumorile au fost considerate masse de celule anaplastice, fără o organizare de tip tisular. Dar în prezent s.a observat o diferenţă între expresia moleculară a celulelor din frontul invaziv al tumorii,care este diferit de cel din interiorul tumorii.

Tumorile maligne au ca semn principal de malignitate invazia celulară în ţesutul peri-

tumoral şi distrucţia architecturii ţesutului normal. Din punct de vdere morfologic deosebim 2 aspecte ale invaziei o invazie uni-celulară şi o invazie colectivă (19).

În zona frontală invazivă –din punct de vedere molecular-se observă:

localizarea nucleară a Beta-cateninei,supra reglarea integrinei Beta 1, prezenţa moleculei de adeziune celulară LI1 (19,57,58,59).

În localizările umane ale carcinomului squamos(inclusiv forma pulmonară) Podoplanin este exprimat pe un strat celular la marginea invazivă a tumorii (19,60).

Expresia Podoplanin la margine frontului invaziv este influenţată de : EGF, FGF2 (basic fibroblast growth factor 2) de TNF alfa, de bradikinină în fibroblasti.(19,61,60).

Expresia Podoplanin poate fi modulată de ţesutul peri-tumoral.Mecanismul reglării Podoplanin nu este bine cunoscut.

Podoplanin promovează diseminare celulară,migrarea şi invazia. Expresia podoplanin duce la creşterea diseminării produsă de fibronectin (19,20) şi poate fi blocată prin anticorpi Beta 1 integrin(19,60)

Invazia celulelor exprimând Podoplanin este legată de activitatea MMP şi poate fi inhibată de TIMP2 un inhibitor al MMP.

Podoplanin poate duce la creşterea migraţiei uni- celulare, după pierderea expresiei E-cadherin(61). Dupa Wicki(19)) Podoplanin este capabil să inducă invazia în 2 ipostaze-unicelular sau în grup colectiv. Nu se cunoaşte pe ce criteriu se ia această decizie. Probabil depinde de contextul celular. Sunt necesare alte lucrări în continuare.

PODOPLANIN modulează cyto-skeleton.

Proteinele de membrană sunt legate de AKTIN-CYTOSKELETON cu ajutorul(via) proteinelor ERM(EZRIN; RADIXIN; MOESIN). Ezrin mediază formarea filopodia şi induce metastazarea (63) Filopodia sunt prelungiri citoplasmice ale celulelor migratorii. Podoplanin se leagă fizic de EZRIN(60).Supra expresia Podoplanin duce la creşterea marcată a fosforilării EZRIN şi a altor proteineERM,dar fără a afecta nivelul proteinelor EZRIN şi MOESIN(21,2O). Fosforilarea proteinelor ERM poate lega expresia podoplaninului cu modificările rearanjamentelor actincytoskeletal(19).

Aparte de funcţia proteinelor ERM, activitatea RhoA este modelată de podoplanin. Podoplanin sub-reglează RhoA în cazul experimentării cu celule MLF 7, care prezintă un nivel crescut de RhoA.În schimb celulele MDLK, care prezintă o activitate scăzută a RhoA,podoplaninul creşte activitatea RhoA.

Acest lucru s-ar datora structurii diferite a cyto-skeletonului din cele 2 tipuri celulare. Se pare că reglarea activităţii RhoA este implicată în fenomenul migrator,observat în celulele canceroase,care exprimă podoplanin(20).

Podoplanin este o unealtă pentru diagnosticul cancerului şi pentru terapia lui. Prin metode histochimice a crescut posibilitatea de a utiliza expresia Podoplanin ca marker diagnostic şi prognostic.Expresia podoplaninului este detectată în cancerul squamos,în tumorile cerebrale şi în neoplasmele germinale. Aceste celule canceroase au tendinţa de a migra colectiv,

În contrast podoplanin nu se găseşte în Adenocarcinom (pulmonar, colon, prostată.) Podoplaninul este supra reglat în forma squamoasă pulmonară(19). Deasemeni este exprimat în 93% din mezotelioame(19,55).

Multiple experimente susţin că celulele tumorale pot invada solitar, în urma pierderii adezunii inter-celulare, sau migrează în grup fără a pierde contactul celular. În formele squamoase podoplanin este implicat în migrarea în grup independent de TEM20). Totuşi s-a observat că în cazul celulelor MDK şi în cancerul squamos oral podoplaninul poate să promoveze şi invazie unicelulară, contribuind la motilitatea celulară mediată de TEM(21).

În aceste 2 căi de migrare intervin factori diferiţi În migrarea colectivă intervin şi membrii FAMILIEI TGF-Beta (spre exemplu NODALI), FGF2, semnalizareaWnt, moleculele de adeziune E-cadherin şi eomesodermin.

În migrarea unicelulară embrionară intervin alţi membri ai TGFBeta (spre exemplu BMP), FGF şi Wnt(19,62). Deci sunt mai mulţi factori capabili să inducă migrarea şi invazia, activând una din cele două forme.

Inducţia expresiei podoplaninului este urmarea unor multiple ajustări a mai multor căi de semnalizare intracelulare ca modulări ale activităţii GTP-azelor, ale familiei RhoA, fosforilarea ERM, rearanjamentele aktin-cytoskeletale, care în final cresc migraţia celulară şi invazia.

Faptul că Podoplanin nu se găseşte în Adeno-carcinom,dar ele prezintă migraţie de tip colectiv, sugerează că pot exista şi alte căi pentru migrare independent de Podoplanin. Studiul mai aprofundat al căilor celulare ce duc la invazie ne ajută la folosirea unor strategii terapeutice mai eficiente.

BRACHJURY

Brachjury este o proteină,care la om este codificată de gena T.Brachjury este un factor de transcripţie în cadrul complexului de gene T box.Se găseşte la animalele, care au bilateralitate.Brachjury are simbolul şi numele genei T şi este localizat în regiunea 6q-27.

Este un marker diagnostic pentru chordom.Este supra-exprimat în multe tipuri tumorale (1,64,65,66).Mediază TEM şi promovează invazia. Brachjury (T-box transcription factor) este necesar pentru formarea mesodermului normal (1,67,68, 69,70,71).

Supra expresia Brachjury duce la supra reglarea markerilor mezenchimali şi subreglarea markerilor epiteliali,cu o concomitentă migraţie celulară şi invazie.

Supra-expresia Brachjury duce la represiunea transcripţiei E-cadherinei, efect mediat parţial de SLUG (represor transcripţional). Dacă se obţine rducerea la tăcere a expresiei Brachjury în celulele brachjury pozitive se produce subreglarea markerilor mezenchimali şi supra reglarea markerilor epiteliali, concomitent cu pierderea migraţiei şi formare metastazelor pulmomare.

Procentul de celule tumorale cu expresie crescută a Brachjury creşte cu stadiul bolii.Brachjury devine o ţintă candidat atractivă pentru terapia anti-tumorală(1). Supra-expresia. Brachjury induce în celulele canceroase umane o serie de modificări biochimice, morfologice şi funcţionale caracteristice TEM. Faptul că alături de brachjury intervin şi alţi 2 factori de transcipţie SLUG şi SNAIL ne arată că o varietate de factori de transcripţie iau parte la modificările ce se produc în TEM(1,72). Supra-expresia Brachjury duce la reducerea la tăcere a expresiei E-cadherinei, care este mediată parţial de SLUG, în timp ce SNAIL nu ia parte(1)) Brachjury contribuie la achiziţionarea de către celulele neoplazice a fenotipului mezenchimal, care include mobilitate şi invazie.

Inhibiţia Brachjury duce la inabilitatea de a invada matricea extracelulară.Inhibiţia Brachjury se însoţeşteşi de reducerea expresiei genelor,care codifică, MMP2 şi MMP24. Aceste 2 proteine sunt supra-exprimate în tumoră şi joacă rol în progresia cancerului{1,73,74)

Reducerea expresiei Brachjury duce la modificări morfologice şi biochimice,care indică tranziţia- inversă- de la fenotipul mezenchimal la fenotipul epitelial .

În experiment s-a arătat că Brachjury atenuează proliferarea celulelor H460 în vitro sugerând că Brachjury intervine în progresia ciclului celular, foarte probabil la momentul tranziţiei G1-S, prin suprimarea expresiei Cyclin D1 şi prin inhibiţia complexelor CDK (1,75)

Expresia crescută a Brachjury a fost prezentă în esantioanele de cancer pulmonar din stadiile II, III şi IV.dar a fost absentă la pacienţii cu stadiul 1 şi în ţesutul normal fără metastaze pulmonare(1)

Expresia crescută a Brachjury se corelează cu scăderea timpului de absenţă a bolii (progression free survival). Astfel Brachjury devine o ţintă terapeutică,mai ales în stadiile avansate(1). Brachjury este o ţintă terapeutică atractivă,datorat unor evenimente multiple ,care converg să-i cească expresia. Dacă ţintim celulele tumorale pozitive pentru Brachjury pe calea immuno-terapiei cu celule T specific Brachjury vom face o immuno-terapie mai cuprinzătoare decât tratamentul ţintit al căilor de semnalizare.(1,76)

În concluzie, datele indică că Brachjury este capabilă să inducă modificări morfologice,biochimice şi funcţionale caracteristice TEM în celulele umane canceroase. Supra-expresia ei în carcinoamele pulmonare,alături de capacităţile ei funcţionale ne arată că este o genă asociată tumorii şi poate deveni o ţintă terapeutică.

INTER-LEUKIN-8

TEM este cunoscută că induce motilitatea celulelor tumorale şi invazivitatea,ducând la metastazare. Deşi sunt multe studii,care au cercetat evenimentele,care iniţiază această schimbare (trecere), nu s-a elucidat modul de acţiune al mediatorilor solubili eliberaţi de celulele tumorale ce suferă tranziţia şi impactul pe care această schimbare fenotipică îl are asupra remodelării regiunii peri-tumorale.

Inducerea TEM în celulele canceroase umane-via-supra expresia factorului de transcripţie Brachjury este asociată cu cu o creştere a secreţiei de de multiple cytokine, chemokine, factori de angiogeneză şi în particular inducţia axei IL-8/IL-8R (1,77).

Datele autorilor(1) arată rolul esenţial al semnalizării Il-8 pentru achiziţia şi(sau) menţinerea aspectelor(caracteristicilor) mezenchimale şi invazive a celulelor tumorale cu supra –expresie de Brachjury şi arată că IL-8 secretat de celulele tumorale şi care suferă tranziţia TEM poate potenţa progresia tumorii prin atragerea şi de alte celule adiacente în tranziţia TEM.

Global rezultatele lor ne arată rolul potenţial al TEM în modularea ţesutului peri-tumoral prin secreţia de mulţi mediatori solubili şi sugerează că blocarea semnalizării IL-8 poate să fie o ţintă terapeutică foarte eficae împotriva celulelor invazive tumorale mezenchim-like.

TGF-BETA (transforming growth factor-beta)

TGF-BETA este o proteină ce controlează proliferarea,diferenţierea celulară. Ea are-faţă de celulele epiteliale normale-un rol anti-proliferativ-şi intervine în stadiile precoce ale oncogenezei.

Celulele canceroase cresc producţia de TGF-BETA. Mutaţiile TGF-BETA produc immuno – supresie şi angiogeneză şi cancerul devine agresiv.

TGF-BETA poate induce TEM,dar nu este bine cunoscută cascada de modificări ulterioare(78).Clasic semnalizarea TGF-BETA necesită:

• fixarea TGF-BETA de TGF-BETA receptor2
• transfosforilarea receptorului tip1 al TGF
• ulterior fosforilarea SMAD2 şi SMAD3

Apoi este translocat în nucleu unde interacţionează ca factor de transcripţie co-activator,co-represor pentru a suprima genele epiteliale şi a promova expresia proteinelor mezenchimale. La acestea se mai adaogă: activarea kinazelor ERK MAP, Rho-GTP-azele şi PI3-KINASE-AKT. Şi astfel este indusă TEM (Santibanez J.F et al, Deng B et al citat78}

În plus s-a observat că SMAD3 este necesar TGF-BETA să inducă TEM. Nivelul proteinei SMAD3 modelează răspunsul celular la TGF-BETA(HILL-London citat 78). Mai există relaţia între TGF-BETA şi alte căi de semnalizare. A.OSTMAN a arătat legătura cu calea PDGF din zona peri-tumorală şi inducţia TEM(79)

TGF-BETA reglează şi BMP(bone morphogenetic proteins) BMP poate induce Tem sau TME înfuncţie de context (JIAN XU et al)(80). Dereglarea TGF-BETA duce la desvoltare tumorală, poate modula invazia celulară, reglarea imună, modificările peri-tumorale. Producţia răspunsului TGF-BETA este foarte contextuală în funcţie de desvoltarea tumorală, de diferenţele dintre ţesuturi.

Revelanţa clinica a rolului TGF-BETA în cancer este în creştere şi ne ajută în înţelegerea complexităţii evoluţiei cancerului şi are potenţial terapeutic(81)

O altă cale de semnalizare implicată în creşterea invaziei este HGF-MET.Ea induce două gene de coagulare PAI-1 (plasminogen activator-inhibitor-tip1) şi Ciclo-Oxigenaza 2, a căror supra-expresie induce un sindrom trombo-hemoragic(82)

MICRO-ARN şi TEM

Micro-ARN sunt Arn scurţi-non coding- şi sunt implicaţi în unele procese de desvoltare, ca diferenţierea şi proliferarea. Recent s-a văzut că sunt implicaţi şi în cancer. Genele care codifică miARN sunt gene fie tumor-supersoare, fie oncogene(83). Analizele genetice au arătat o expresie alterată a mi-ARN în multe cancere umane.

Expresia mi-ARN este sub-reglată în cancer ,iar afectarea procesării mi-ARN creşte proliferarea celulară.Dereglarea expresiei mi-ARN rezultă, partial, din deficienţe în procesul de desvoltare a mi-ARN (Courtois)(84)

S-a arătat că 5 membri ai familiei mir-2000 sunt reprimaţi în perioada TEM prin acţiunea TGF-Beta(Gondall citat26).Se pare că funcţia lor normală este de a subregla represorii E-cadherinei(ZEB 1 şi SIP1ZEB2).

Datele sugerează că suprareglarea sau subreglarea diferiţilor mi-ARN este fundamentală pentru reglarea fenotipului epitelial,ca şi a TEM sau a progresiei tumori(85).

DICER

Dicer este o proteină foarte conservată şi se găseşte în aproape toate organismele eukariotice. Această proteină-codificată de gena cu acelaşi nume- funcţionează ca o ARN-ază tip III endonuclează şi este necesară pentru căile i-ARN (interference) şi căile mi-ARN. Gena DICER este localizată în zona 14q32.13. Anormalităţile ei s-au observat în cancerul mamar, ovarian melanom. Mutaţia DICER s-a observat în blastomul familiar pleuro-pulmonar în pediatrie(86). Alterarea expresiei DICER se observă în cancer. Merrit et al2008(87) au arătat descreşterea expresiei DICER în Adeno-carcinoamele avansate şi în cancerul de ovar.

Expresia DICER(Courtois)(84) este asociată cu TEM şi cu fenotipul mezenchimal şi anume cu o subreglare a expresiei în fenotipul mezenchimal (Grelier et al 2009)(88) Astfel expresia DICER este reprimată în TEM. Descreşterea expresiei DICER duce la expresia crescută a proteinelor ZEB1 şi ZEB2. şi induce TEM.

Există o corelaţie între descreşterea expresiei mi-ARN şi scăderea expresiei DICER.Gena Tumor-supresoare p53 poate fi implicată în subreglarea DICER şi inducţia TEM

Se pare că p53, p63, p73 reglează componentele majore ale procesării căilor mi-ARN şi DICER.Există o legătură între p63 şi DICER, reglându-se una cu alta, p53,p63 şi p73 reglează mi-ARN şi inhibă tumorigeneza,TEM, metastazarea şi proliferarea celulelor Stem canceroase(Courtois)(84).

FIBROBLAŞTII ASOCIAŢI CU CANCERUL (CAF)

OSTMAN(79) a studiat fibroblaştii asociaţi cu cancerul şi inter-acţiunea lor dintre celulele maligne şi stromă.CAF sunt myo-fibroblaşti activaţi şi pot avea originea în măduva osoasă,aşa zisele celule stem canceroase mezenchimale (Karnoud 2007)(89), sau sunt generate prin activarea fibroblaştilor locali sau mai pot avea originea în celulele canceroase după TEM (Brablet2005)(90).

Aceste celule CAF-diferite ca origine- co-există. Este crucial să depistezi aceste celule CAF din interiorul sau din jurul tumorii, să descifrezi originea multiplelor şi diferitelor celule mezenchimale.

Asfel vom putea cunoaşte mai bine biologia tumorii şi vom putea întrevedea viitoarele medicamente anti-invazive

DATE COMPARATIVE

DINTRE FENOTIPUL EPITELIAL ŞI FENOTIPUL MEYZENCHIMAL

• Fenotipul epitelial.

• Celula epitelială este staţionară,prezintă polaritate apico bazală,joncţiuni ferme ale desmozonilor,inter-acţiunea dintre celule.şi matricea celulară şi cu o expresie a markerilor de adeziune celulară precum E-Cadherin.
• E-Cadherin menţine integritatea epitelială.E-Cadherin menţine fenotipul epitelial prin descreşterea activităţii NF-K BETA.Astfel se reduce activitatea supresoare a SNAIL,care la rândul ei duce la scăderea expresiei genelor ZEB şi a altor markeri mezenchimali.
• Beta-Catenin are rol crucial în adeziunea inter-celulară.Alterarea expresiei E-Cadherinşi BETA-Catenin se întâlneşteîn 90% din cancerele pulmonare neuro-endocrine.
• Alţi markeri epiteliali mai sunt cytokeratina 8 şi MUC-1.
• Micro-ARN sunt implicaţi în procesul de desvoltare,diferenţiere,proliferare. Familia miR-200 este un inductor puternic al diferenţierii şi stabilităţiii epiteliale. Funcţia lor normală este de a subregla supresorii E-Cadherinei(ZEB 1 şi ZEB 2). Supra-reglarea şi subreglarea diferiţilor mi-ARN este fundamentală pentru reglarea fenotipului epitelial.
• DICER este o proteină codificată de gena cu acelaşi nume şi foarte conservată în toate celulele eucaryotice. Există o corelaţie îmtre mi-ARN şi gena DICER.Împreună contribuie la inhibarea tumorigenezei,TEM,metastazării şi proliferării celulelor stem canceroase.

• Fenotipul mezenchimal.

• Celula este mobilă,multipolară,are aspect fusiform,nu face contacte celulă-celulă, poate invada, exprimă marker precum Vimentin, N-Cadherin, Fibronectin, Snail, Slug. Zeb1, Zeb2 etc.
• N-cadherin.Creşterea expresiei ei se corelează cu gradul de diferenţiere şi cu agresivitatea.
• Alterarea expresiei Beta-Catenin duce la activarea Snail, care reprimă expresia E-Cadherinei
• Snail este un factor de transcripţie,care reprimă expresia E-Cadherinei lucru ce duce la un fenotip predominant fibroblastic
• Snail induce expresia markerilor mezenchimali ca fibronectin, Zeb1
• Zeb1 este un activator al TEM şi promotor al metastazării. Inhibă expresia familiei mi-R200, care este un inductor puternic al diferenţierii şi stabilităţii epiteliale.
• Zeb2 este un represor al E-Cadherinei.
• În inducţia TEM mai sunt implicaţi TGF-BETA,TNF-ALFA, AKT şi hipoxia.
• LOXL2. Nivelul său crescut este legat de diseminarea cancerului.
• Integrinele duc la creşterea celulară şi la invaziei (alpha v beta3) şi la creşterea motilităţii (alpha v beta5). Legătura dintre integrine şi receptorii tyrosine-kinase induce angiogeneza tumorală.
• Periostin potenţează motilitatea celulei canceroase cu ajutorul Integrinelor. Este un marker al metastazării.
• Podoplanin este implicat în migrarea celulară şi invazie. Supra expresia sa este detectată în cancerul squamos, dar nu este în adenocarcinom.
• Brachjury este codificată de gena T.Este supra exprimat în tumori, mediază TEM şi promovează invazia. Este un supresor al E-Cdherinei. Expresia sa creşte cu stadiul bolii (II, III, IV),
• dar nu se observă în stadiul 1. Este o ţintă de tratament prin immuno-terapie.
• Il-8 este secretată de celulele tumorale, care suferă tranziţia TEM, poate protenţa progresia tumorii.modelează ţesutul peri-tumoral prin secreţia de mediatori solubili.
• TGF-BETA are valori crescute în celula canceroasă.Mutaţiile TGF-BETA produc immuno-supresie, angiogeneză,crescând agresivitatea. Derglarea TGF-BETA duce la desvoltare tumorală,modulează invazia, reglarea immună,modificările peri-tumorale.
• Subreglarea expresiei mi-ARN în cancer duce la proliferare celulară. Ei sunt reprimaţi prin acţiunea TGF-BETA.
• Subreglarea expresiei DICER se asociază cu TEM şi cu fenotipul mezenchimal. Subreglarea expresiei DICER duce la creştzerea expresiei proteinelor Zeb1 şi ZEB2 şi induce TEM.

.

CONCLUZII

Epiteliul are structuri ferme.Un strat unic, fie stratificat şi un aspect glandular. O astfel de structură prezintă o polaritate apicobazală ,o barieră transepitelială cu joncţiuni aderente sau separate şi o adeziune epitelială de tip celulă-celulă mediată de joncţiunile aderente şi de matricea extra-celulară asemănătoare membranei bazale.

TEM este un program de transdiferenţiere permiţând celulelor epiteliale să piardă joncţiunile sale aderente, să piardă polaritatea apico-bazală, să câştige proprietăţi de migrare şi să câştige rezistenţă la apoptoză. Celulele mezenchimale devin capabile să degradeze membrana celulară şi să migreze din epiteliul de origine. Această complexă activitate este condusă de procese moleculare ca-pierderea expresiei E-CADHERINEI (proteină a suprafeţei celulare), modificarea expresiei factorilor de transcripţie, expresia unor multiple noi proteine ca Vimentin şi proteaze ca şi modificări în expresia mi-ARN şi a DICER

Există 3 feluri de TEM

Tipul 1 Acesta se referă la TEM din perioada implantării placentei. Procesul este iniţiat de un subtip al trophoblastului şi anume Extra villous cytotrophoblast. În continuare următoarea treaptă a procesului Tem este Gastrulaţia. Tem joacă un rol principal în formarea mesodermului. şi mai departe în desvoltarea organelor.

Tipul 2. Acesta se referă laTEM din procesele de regenerare tisulară şi în fibroză.

Tipul 3 Acesta se referă în tumorigeneză,în progresia cancerului şi în procesul de metastazare.

În desvoltarea embrionară reglarea TEM şi a inductorilor TEM procesul este ordonat şi are un final pentru funcţionarea organului sau a organismului.

TEM din cancer este un proces în care reglarea este dezordonată şi imprevizibilă. Reactivarea procesului embrionar se asociază cu un prognostic sever.

Cuceririle technice ştiinţifice ne ajută să înţelegem TEM, care se întâlneşte în desvoltarea multor organe şi ne evidenţiază asocierea proceselor celulare cu reţelele moleculare. Aceste date ne evidenţiază comportamentul celulelor migratorii atât în condiţii fiziologice (desvoltarea embrionară, vindecarea rănilor) cât şi în condiţii patologice şi ne confirmă că TEM este o treaptă importantă în cascada metastatică a carcinoamelor. Caracterizarea markerilor ne va ajuta la identificarea naturii şi originii tuturor celulelor mezenchimale găsite în tumoră,stromă sau în vecinătatea tumorii.

REZUMAT

Progresia metastatică este responsabilă pemtru majoritatea deceselor prin cancer la om. Pentru realizarea acestui lucru este necesară conversia fenotipică epitelială a celulei canceroase în fenotipul mezenchimal ce favorizează metastazarea. Această transformare care este tranzitorie poartă numele de Tranziţia Epitelial-Mezenchimală (TEM).

Celula epitelială canceroasă se caracterizează prin:imobilitate,polaritate apico-bazală,joncţiuni ferme ale desmozonilor,o inter-acţiune dintre celulă şi matricea extracelulară şi o expresie crescută a markerilor de adeziune celulară unde E-cadherina joacă rolul principal.

Celula mezenchimală este mobilă,multi-polară, cu aspect fusiform,nu face contacte ferme celulă-celulă, poate invada şi exprimă markeri multipli ,care îi conferă aceste proprietăţi.

Procesul TEM este un mecanism complex, care implică modificări în expresia, distribuţia şi (sau) funcţia mai multor proteine. Printre factorii principali deosebim:

CADHERINELE. Sunt o familie de molecule, care mediază adeziunea celulară, comunicarea inter-celulară. Principalul membru este E-CADHERINE, care menţine forţa de adeziune celulară în asociere cu Integrinele.

N-CADHERINE contribuie la transformarea mezenchimală. Raportul dintre expresia E-cadherinei şi a N-cadherinei - adică scăderea expresiei E-cadherinei şi creşterea expresiei N-cadherinei - este importantă în apariţia TEM.

BETA-CATENIN. Este o proteină citoplasmică,care inter-acţionează cu E-cadherine. Relaţia dintre ele este esenţială pentru inducţia şi menţinerea fenotipului mezenchimal. În tumorile pulmonare neuro-endocrine avem o alterare a expresiei E-cadherine şi Beta-Catenin în 90% din cazuri.

Apariţia TEM este legată în principal de represiunea E-cadherinei. În mecanismul represiunii E-cadherinei intervin, în principal,genele SNAIL. SNAIL este un factor de transcripţie, care reprimă expresia E-cadherinei din celula epitelială,ducând la un fenotip predominent fibroblastic. SNAIL mai induce expresia a 2 factori de transcripţie represori ai E-cadherinei:

• ZEB 1 care prin inhibiţia expresiei E-cadherinei duce la achiziţia de fenotip fibroblastic, este un activator al TEM , promovează metastazarea şi inhibă miR-200(care este un puternic inductor al diferenţierii şi al stabilităţii epiteliale).
• ZEB 2 este un alt represor al E-cadherinei(controlat de SNAIL) şi de inductor al TEM

SNAIL este activat de NF-Kappa B în celulele carcinoamelor squamoase.

LOXL2 este o enzimă a cărei expresie crescută duce la diseminarea cancerului şi la o rată scăzută a supravieţuirii.Expresia comună SNAIL+LOXL2 se corelează în formele squamoase cu malignitate sau recidivă locală.

În cadrul tumorilor există şi mecanisme pentru păstrarea adeziunii şi a diferenţierii celulei epiteliale. Astfel:

Supra-expresia E-cadherinei, sechestrarea Beta-Cateninei pentru a rămâne asociată cu membrana celulară şi blocând astfel rolul ei de factor de transcripţie, lucru important în întârzierea apariţia TEM. În continuare E-cadherin descreşte activitatea NF-Kappa B,lucru ce duce la alterarea factorului de transcripţie SNAIL (NF-Kappa B de regulă activează SNAIL), care mai departe duce la scăderea inducţiei ZEB şi a altor markeri mezenchimali.

INTEGRINELE. Sunt complexe. de receptori trans-membrană,care transmit semnale din exterior spre interiorul celulei în legătură cu adeziunea celulară,proliferarea celulară,motilitatea celulară.Astfel creşterea integrinei ALFAvBETA3 duce la creştere celulară şi la invazie,iar creşterea integrinei ALFAvBETA5 creşte motilitatea.În celulele endoteliale inter-acţiunea integrinelorALFAvBETA3 şi VEGFR2 favorizează angiogeneza tumorală,invazia şi metastazarea.

PERIOSTIN. Este o genă specific mezenchimală,a cărei proteină este exprimată în osteoblast. Periostin ţinteşte co-activarea semnalizării integrinelor ALFAvBETA5, activează EGFR creşte expresia Vimentin, Fibronectin şi a matrix-metalloproteinazelor, toate contribuind la desvoltarea TEM şi a metastazării.

PODOPLANIN. Este o proteină transmembrană. Podoplanin este implicat în migrarea celulară şi în invazie. El este exprimat în zona frontală marginală a tumorii de unde începe invazia. El contribuie la diseminare celulară,migrare şi invazie. El poate induce invazia fie uni-celulară, fie invazia în grup, în funcţie de contextul celular. Podoplanin modulează actin-cyto-skeleton cu ajutorul proteinelor ERM(Ezerin,Radixin, Moesin). Podoplanin modulează reglarea activităţii RhoA. Expresia podoplaninului este crescută în formele squamoase, dar lipseşte în Adeno-carcinom. Podoplanin este un marker diagnostic şi prognostic.

BRACHJURY(gena T) Este o proteină codificată de gena T fiind localizată în zona 6q-27. Este un factor de transcripţie,care mediază TEM şi invazia. Supra-expresia sa duce la supra-reglarea markerilor mezenchimali şi sub-reglarea markerilor epiteliali (în principal represia transcripţiei E-cadherinei), cu o concomitentă migraţie celulară şi invazie.

Procentul de celule tumorale cu expresie crescută a Brachjury creşte cu stadiul cancerului pulmonar. Expresia sa creşte în Cancerul pulmonar în stadiile II, III şi IV,dar este absentă în stadiul I şi în ţesutul normal peritumoral. Brahjury induce în celulele canceroase umane modificări bio-chimice,morfologice şi funcţionale caracteristice TEM. Expresia sa crescută are valoare diagnostică şi devine ţintă terapeutică

INTER-LEUKIN-8 Inducerea Tranziţiei Epitelial-Mezenchimale în celulele canceroase prin supra-expresia factorului de transcripţie Brachjury este însoţită de o creştere a secreţiei de cyto-kine, chemokine, factori de angiogeneză. IL-8 are un rol particular în celulele canceroase cu supra-expresia factorului de transcripţie Brachjury. IL-8 are rol în achiziţia şi menţinerea caracteristicilor mezenchimale şi invazive. IL-8 poate potenţa progresia tumorii prin atragerea de alte celule adiacente în tranziţia epitelial-mezenchimală. Il-8 poate fi o ţintă terapeutică împotriva celulelor mezenchim-like invazive.

TGF-BETA (Transforming growth factor-beta). Este o proteină ce controlează proliferarea şi diferenţierea celulară. Ea are faţă de celula epitelială un rol anti-proliferativ. Celulele canceroase cresc producţia a TGF-BETA.TGF-BETA poate contrbui la inducerea TEM cu ajutorul proteinei SMAD 3. Dereglarea TGF-BETA duce la desvoltare tumorală, modulează invazia celulară, reglarea imună, modificările peri-tumorale.

Efectul TGF-BETA este contextual în funcţie de desvoltarea tumorală, de diferenţa între ţesuturi.

HGF-MET este o altă cale de semnalizare implicată în creşterea invaziei. Ea induce 2 gene implicate în coagulare, a căror supra-expresie duce la apariţia unui sindrom trombo-hemoragic.

Micro-ARN. În cancer rolul lor este de a subregla represorii E-CADHERINEI: ZEB 1 şi
ZEB2. În perioada TEM, 5 membri ai familiei miR-2000 sunt reprimaţi prin acţiunea TGF-BETA. Supra reglarea sau subreglarea diferiţilor mi-ARN este fundamentaă pentru reglarea fenotipului epitelial,ca şi a Traziţiei epitelial-mezenchimale (TEM) sau a progresiei tumorale.

DICER etse subreglat în cancer si există o legătură între expresia mi-ARN şi DICER .

FIBROBLAŞTII ASOCIAŢI CU CANCERUL (CAF). Ei sunt activaţi şi pot avea origini diferite: în celulele stem canceroase mezenchimale din măduva osoasă prin activarea fibroblaştilor locali din celulele canceroase după instalarea TEM

Deşi diferite ca origine, ele co-există. Depistarea acestor celule din interiorul sau din jurul tumorii ne ajută la descifrarea originii a multiplelor şi diferitelor celule mezenchimale

Tranziţia epitelial mezenchimală(TEM) este un proces de transdiferenţiere necesar pentru a permite celulelor sa se disocieze una de alta şi să caştige proprietaţile necesare pentru a supravieţui şi a metastaza la o nouă locaţie.

TEM este necesar în diferite stadii ale desvoltarii organismului. Astfel gasim TEM in procesul de gastrulaţie şi neurolaţie.

TEM se intalneşte în fibroză, care este  un proces fiziologic faţă de injurie unde fibroblaştii şi celulele inflamatorii secretă inductori ai TEM

TEM se găseste şi în condiţii patologice, iar celulele canceroase invaţă să beneficieze de această tranziţie.După stressul oncologic, unii factori de transcripţie permit celulei să evite senescenţa şi apoptoza şi să caştige proprietaţi mezenchimale. Mai mult, în timp ce celulele canceroase folosesc TEM pentru a migra si a metastaza, TEM  se mai imbogăţeşte cu un caştig de proprietaţi de Celule Stem, sugerand că unele celule canceroase mezenchimale devin o nişă pentru regenerarea ulterioară a tumorii (după cum sugerează teoria  celulelor stem canceroase).

GLOSAR

CYTO-KELETON. Este un eşafodaj conţinut în citoplasma celulară şi este făcut din proteine.Există în toate celulele. Are structură de filamente, flagel, cili. Joacă un rol în transportul celular şi în diviziunea celulară.

ACTIN CYTO-SKELETON. Este un component al sistemului cyto-skeletal ce permite mişcarea celulară şi procesele celulare. Suportă rearanjamente pentru producerea mişcării.

ELISABETH HAY Cercetătoare care a studiat căile de semnalizare în TEM. Aceste căi sunt activate de SMAD şi nu de BETA-CATENIN în embrion În 1968 a descris TEM în timpul gastrulei, iar în 1995 a arătat aspectul reversibil al TEM

N-CADHERIN (NEURAL-CADHERiN) Se găseşte în celulele canceroase.şi prezintă un mecanism pentru migraea celulară trans-endotelială.

CYTO-KERATIN 8 Este o proteină keratin codificată de gena KRT 8.Este pereche cu KERATIN 18.Împreună diferenţiază celulele epiteliale de celulele hemato-poetice.

MUC 1 (cell surface associated (MUC 1) sau Polymorphic Epithelial Mucin(PEM). Este o mucină codificată de gena MUC 1. Este o glicoproteină,care protejează suprafaţa apicală a celulei epiteliale în plamân, stomac, pancreas, colon. Supra-expresia ei este asociată cu cancerul pulmonar, gastric, colon, pancreas.

LEF-1 (lymphoid enhancer – binding factor-1). Este un factor de transcripţie.Participă în calea de semnalizare Wnt în asociere cu BETA-CATENIN.Activează FIBRONECTIN. Reprimă E-CADHERIN.

ILK 1 (INTEGRIN-LINKED-KINASE). Inter-acţionează în domeniul citoplasmic al Beta-Integrinelor. Reglează semnalul de transducţie mediat de integrine.Acţionează şi cu AKT.

TWIST -1 (TWIST-RELATED PROTEIN 1)Acţionează ca oncogenă în unele cancere. Este implicat în metastazele tumorale.În acest mecanism mai sunt implicaţi suprareglarea Matrix-metalloproteinazelor şi inhibiţia TIMP. Este implicat în evadarea apopotzei, ducând la chimio-rezistenţa medicamentelor. Expresia sa este crecută în hipoxie ducând la chimo-rezistenţă celulară

E2-2. Este un reglator specific transcripţional, dezvăluind funcţia cheie a proteinelor E în sistemul imun înăscut.

ALFAvBETA3. Este un tip de integrină şi este receptor pentru vitronectin. Este exprimat în trombocite.Este un receptor pentru fagocitoza macrofagelor sau a celulelor dendritice.

ALFAvBETA5. Este o formă de integrină care se leagă de matrixmacromolecule şi de proteinaze şi stimulează angiogeneza.

TIMP 2 (tissue inhibitor of metalloproteinase). Este o genă umană,care este un supresor al metastazării.Suprimă proliferarea celulelor endoteliale

TIMP 3 (tissue inhibitor of metalloproteinase). Este un inhibitor al matrixmetalloproteinazelor,care sunt un grup de peptidase implicate în degradarea matricei extra-celulare

EZRIN Este o proteină codificată de gena EZR.Ezerin este o componentă a straturilor de suprafaţă bogate în Actin Ezrin poate fi asociată –direct sau indirect-cu structurile actin cytoskeleton dela suprafaţa celulară.

RADIXIN. Este o proteină ,care seamănă cu EZRIN prezentând acelaşi procent (75%) de amino-acizi. Este prezentă în contactele focale şi în joncţiunile de aderare celulă-celulă. Este o proteină codificată de gena RDX. Este implicată în în legătura ACTIN cu plasma-membrana.

MOESIN. Este cel de al 3-lea membru al familiei ERM.Prezintă 76% amino-acizi. ca EZERIN. MOESIN-asemănător- cu EZERIN co-localizează cu F-ACTIN de pe suprafaţa celulară. MOESIN este o proteină codificată de gena MSN. Face parte din familia de proteine ERM. Toate aceste 3 proteine funcţionează ca legături încrucişate între plasma membrană şi Actinele bazate pe cytoskeleton. Este localizată în filopodii. Este importantă pentru recunoaşterea celulă-celulă, pentru semnalizare, pentru mişcarea celulară.

Rho-A familiy of GTP. Sunt o familie de proteine de semnalizare şi sunt o subfamilie a super-familiei RAS. Au rol de întrerupători celulari şi joacă un rol în proliferarea celulară, apoptoză, expresia genică şi alte funcţii celulare comune.

Wnt Este o cale de semnalizare formată dintr-o reţea de proteine cu rol în embriogeneză şi în cancer. Este deasemeni implicată în procesele fiziologice normale la adult.

EOMESODERMIN (T-box brain protein 2). Este o proteină codificată de gena EOMES.Genele T-box codifică factori de transcripţie implicaţi în reglarea şi desvoltarea proceselor.Este esenţială în gastrulaţie şi în timpul desvoltării trophoblastului.

BONE MORPHOGENETIC PROTEINS(BMP). Face parte din super-familia de semnalizare TGF-BETA

NODAL. Este o proteină codificată de gena NODAL.Este membru al super-familiei TGF-BETA. Ca şi alţi membrii este implicată în diferenţierea celulară. Este esenţială în formarea mesodermului. Intervine in organizarea structurilor axiale stânga-dreapta în perioada precoce embrionară.

TGF-BETA (Transforming growth factor-beta). Este o proteină care controlează: proliferarea,diferenţierea celulară. Are rol în cancer, imunitate, boli cardiace,diabet.

Acţionează ca factor anti-proliferativ în celula epitelială normală şi în stadiul precoce al oncogenezei..Celulele canceroase cresc producţia de TGF-BETA,care acţionează asupra celulelor învecinate.

FIBROBLAST GROWTH FACTOR(FGF). Sunt o familie de factori de creştere implicaţi în desvoltarea embrionară, în angiogeneză, în vindecarea rănilor. FGF intervine în procesele de proliferare şi diferenţiere a diferitelor celule şi ţesuturi.

R-SMAD(RECEPTOR REGULATED SMAD).Sunt factori de transcripţie care transduc super-familia extra-celulară TGF-BETA de pe membrana celulară în nucleu, unde activează transcripţia genelor ţintă ale TGF-BETA

R-SMAD include SMAD- 2 şi SMAD- 3 din ramura (sectorul) TGF-BETA-ACTIVIN-NODAL

SMAD- 1,SMAD- 5,SMAD- 8 fac parte din ramura de semnalizare BMP/GDP a TGF-BETA.

SMAD-2 şi SMAD-3 sunt activate în răspuns la semnalele TGF-BETA-ACTIVIN-NODAL

SMAD-1,SMAD-5,SMAD-8 sunt activate în răspuns la semnalizarea BMP(bone morphogenetic protein) sau la semnalele GDP.

c-MET/HGF Este o proto/oncogenă care codifică o proteină Hepatocyt-growth factor –receptor(HGFR). HGF posedă o activitate protein-kinazică. c- MET este un receptor de membrană,esenţial în desvoltarea embrionară şi în vindecarea rănilor. c-MET este normal exprimat în celula epitelială,pe când expresia HGF este restricţionată la celulele de origine mezenchimală. Activarea c-MET în cancer are un prognostic rezervat.Contribuie la creşterea tumorii, în angiogeneză şi în procesul de metastazare.

În mod normal numai celulele STEM şi celulele progenitoare exprimă c-MET, lucru ce permite celulelor să crească pentru a genera noi ţesuturi în embrion sau la refacerea tisulară la adult..Totuşi celulele STEM canceroase preiau abilitatea celulelor STEM normale şi exprimă c-MET ce duce la persistenţa cancerului şi la diseminarea lui în alte zone.

FIBRONECTIN. Esteo glicoproteină cu greutate moleculară mare din cadrul matricei extra-celulare.Se fixează pe integrine (membrane-spanning receptor proteine). În plus fibronectin se leagă de componentele matricei extra-celulare (colagen, fibrin). FIBRONECTIN are 2 componente solubilă şi insolubilă. Fibronectina insolubilă este o componentă a matricei extra-celulare. Este secretată de fibro-blaşti.joacă rol în major în adeziunea celulară, în creşterea celulară în migraţia celulară şi este –în mod normal- un proces important în desvoltarea embrionară şi vindecarea rănilor.Alterarea expresie ei, degradarea ei sunt asociate cu Cancerul şi cu Fibroza

GDP (guanosine diphosphate) este un nucleosid diphosphat. Este produsul de defosforilare a Guanosine triphosphat (GTP) de către GTP-aze, adică proteinele G, care sunt implicate în semnalele de transducţie.

CDH-1 gena ce codifică proteina E-Cadherin.

L11 gene umană denumită ribosomal protein L11.

CDK cyclin-dependent kinase cu rol în reglarea ciclului celular.

PDGF Platelet derivated growth factor. Proteină ce reglează creşterea celulară şi diviziunea celulară. Are rol important în angiogeneză.

BIBLIOGRAFIE

1) Romaine I.Fernando.Mary Litzinger,Paola Tono The t-box transcription factor brachury promotes epitelial mesenchymal transition in human tumor cells J.Clin.Invest 2010; 120/2: 533-544

2) Hanahan D,Weinberg A The hallmarks of the Cancer Cell 2000;100/1; 57-70

3) Nguyen D.X. Massague J. Genetic determinants of cancer metastasis Nat. Rev. Genet. 2007;8(5): 341-352

4) Wei Yan,Rhong Shao Transduction of a Mesenchym-specific gene Periostin into 293T cells induces cell invasive activity throug epitelial mesenchymal Transformation The Journal of biological Chemistry 2006-July 14;281;19700-19708

5)Savagner P Leading the neighborhood molecular mecanismus involved during epithelial-mesenchymal transition Bioassays 2001;23(10):912-923

6) THIERY J.P Epithelial.mesenchymal transitions in tumor progression Nat Rev Cancer 2002;2; 442-454

7) Thompson E.W, Newgreen D.F,Tarin D Carcinom invasion and metastasis;a role for epithelial-mesenchymal transition Cancer Research 2005;65:5991-5995

8) Hay E.D. The mesenchymal cell;its role in embryo an the signaling mechanisms that create it. DEV. DYN 2005;233(3):706-720

9) Kong D,Li Y,Wang Z,Sarkar FH Cancer Stem cells and epithelial to mesenchimal Transition(EMT)-phenotype cells:an they cousins or Twins? CANCERS(BASEL)2011;3(1):716-721

10) Kiemer A,K,Takeuchi K,Quinlan M.P Identification of genes involved in epithelial-mesenchymal transition Oncogene 2001;20:6679-6688

11) Pulayeva H, Bueno J. Polette M.P.et a Clin. Exp. Metastasis 1997;15:111-120

12) Thiery J.P. Chopin D Epithelial cell plasicity in development and tumor progression Cancer Metastasis Rev. 1999;18:31-42

13) Guarino M,Rubino B, Ballabio G The role of epithelial-mesernchymal transition in cancer pathology Pathology 2007;39930;305-308

14) Onder T.T,Gupta p.B,Mani S.A et al Loss of E-cadherin promotes metastasis via multiple downstream transcriptional pathways Cancer Research 2008;68(10):3645-3654

15) CHU Y.S,Eder V, Thomas W H Prototypicaql typeI E-cadherin and type II e-cadherin-7 mediate very distinct adhesiveness throug their extracellular domains.J Biol. Chemie 2006;281:2901-2910

16) Hazan R.B. Philips G.R,Qiho R.F Exogenus expression of N-Cadherin in breast cancer Cells induce migration,invasion and metastasis.Journal cell biology 200;148:779-790

17) Christofori G,Semb H. Trends Biochem. Sci 1999;24:73-76

18) Chen We, Obring B Cell-cell contacts mediated by E-Cadherin(uvomorulin) restrict invasive behavior of L-cells J. Cell Bio.1991;140:319-327

19) Wicki A,Christofori G The potential role of podoplanin in tumor invasion British J of Cancer 2007;95;1-5

20) Wicki A,Lehembre F,Wick N et al Tumor invasion in the absence of epithelial-mesenchymal-transition :podoplanin mediated remodeling of the actin-skeleton Cancer Cell 2006;9;261-272

21) Martin-Villar E,Megias D,Castel S Podoplanin binds ERM proteins to activate RhoA and promote epithelial-mesenchymal transition Journal Cell. Sci. 2006;119:4541-

22) Salon C,Moro D,Lantuejoul S et al. The E-Cadherin-beta-catenin adhesion complex in neuro-endocrine tumors of the lung:a suggested role upon local invasion anmd metastasis Hum.Pathol2004;35(9):1148-1155

23) Salon C,Lantuejoul S Eymin B et al The E-cadherin-Beta-catenin and its implication in lung cancer progression and prognosis Futur Oncology 2005;1(5):649-660

24) Elisabeth Brambilla Small Cell Carcinoma Dani S.Zander,Helmuth h.Popper,Jaishree Jagidar Molecular Pathology of lung diseases springer Verlag 2008 Editor Philip T.Cagle

25) Clavel C.E,Nollet F,Berx G et al.Expression of the e-cadherin-catenin complex in lung neuroendocrine tumours j.Pathol.2001;194;20-26

26) Herve Acloque,Jean Paul Thiery.M.Angela Nieto Meeting on the epithelial-mesenchymal transition EMBO reports 2008;9::322-326

27) Garcia de Herreros,Batlle ,Sancho E,Franci C et al The transcriptional factor SNAIL is a repressor of E-Cadherin expression in epithelial tumour cells Nat. Cell Biol 200;2:84-89

28) Canno A,Perez-moreno m.A Rodrigo I et al The transcription factor Snail controls epithelial-mesenchymal trasition by repressing E-Cadherin expression Nat Cell Biol 2000;2:76-

29) Peinado H,Olmeda D,Cano A SNAIL, ZEB and bHLH factors in tumour progrssion;an alliance against the epithelial phenotype? Nat Rev Cancer 2007;7;415-428

30) Wu SY,McClay D.R. The SNAIL repressionis required for PMC ingression in the sea urchin embryo Development;134:1061-1070

31) Ulrich Wellner,jorg Schubert,Ulrike C.Burk The EMT activator ZEB1 promotes tumorigenity by repressing stemnew-inhibiting micro-RNA Nature Cell Biology 2009;11(12) 1489-1495

32) Julien S,Puig I,Caretti E et al Activation of NK-K3 by AKT upreglate SNAIL expression and induce epithelium-mesenchymal transition ONCOGENE 2007;26:7445-

33) Peinado ,del Carmen Iglesias-de la Cruzo M,Olmeda d et al A molecular role for Lysyl-oxidase-like2 in SNAIl regulation and tumor progression EMBO J 2005;24-3446-

34) Hood J D,Bednarski M,Fausto R et al Tumor regression by targeted gene delivery to the neovasculature Science 2002;296:2404-2407

35) Brooks P.C,Montgomery A.M,rosenfeld M Integrin Alpha v Beta3 antagonists promote tumor regression by inducing apoptosis of angiogenic blood vessels CELL;1994;79:1157-1164

36) Hood J D,Cheres D.A Role of integrins in cell invasion and migration Nat.Rev.CANCER 2002;2:91-100

37) Mizejevski G J Role of integrins in Cancer:Survey of expression patterns Proc.Soc.Exp.Biol.Med.1999;222:124-138

38) ELICEIRI B.P Integrins and growth factor factor receptor crosstalk Circ.Res. 2001;89:1104-1110

39) Schwartz M.A Integrins,oncogenes and anchorage independence J.Cell boil 1997;`39:575-578

40) Bill H.M,Knudsen B,Moores S.L Epidermal growth factor receptor-dependent regulation of integrin,mediated signaling and cell cycle entry in epithelials cells Moll.Cell. Biol 2004;24:8586-8599

41) Senger D.R,Ledbetter S.R,Claffey K.P et al Stimulation of endothelial cell migration by vascular permeability growth factor through cooperative mechanisms involving the Alpa v Beta3 integrin,osteopontin and thrombin. Am J.of Pathol 1996;149:293-305

42) Soldi R,Mittolo S,Strasly M et al Role of Alpha v Beta 3 integrin in the activation of vascular endothelial growth factor receptor2 EMBO J 1999,18:882-892

43) Varner J.A and Cheres D.A Integrins and Cancer Curr.Opin. Cell.Biol. 1996;8:724-730

44) Max R, Gerritsen R.R,Nooijen P.T et al Immunohistochemical analysis of integrin alpa v Beta3 expression of tumor associated vessels of human carcinomas Int.J.Cancer 1997;71;320-324

45) Brooks p.c,Clark R.a and cheres D.A Requirement of vascular integrin alpha-v-Beta3 angiogenesis Science 1994;264:569-571

46) Byzova T.V, Goldman C.K, Pampodi N et al A mechanism for modulation of cellular responses to VEGF:activation of integrins Moll.Cell 2000;6;851-860

47) Giulan L,Matei D,Fishman D.A et al Periostin secreted by epithelian ovarian carcioma is a ligand for Alpha-vBeta5 integrins and promotes cell motility Cancer Research 2002;62:5358-5364

48) Shao R,Bao S, Bay X et al Aquired expression of periostin by human breast cancers promotes tumor angionesis through up-regulation of vascular endothelial growth factor receptor 2 expression Moll.cell.Biology 2004;24/9;3992-4003

49) Sasaki H,Yu Cy,Dai M et al Serum level of the periostin,a homologue of an insect cell adhesion molecule,as a prognostic marker in non small cll lung cancer Cancer 2001;92/4:843-848

50) Sasaki H,Yu Cy ,Dai Met al Elvated serum periostin levels in patients with bone metastasis from breast but non lung cancer Breast Cancer Res.Treat 2003;77/3:245-252

51) Schneller M,Vuori K andRuoslahti E Alpha-v-beta 3 integrin associated with activated insulin and PDGF beta receptors and potentiates the biological activity of PDGF EMBO Journal 1997;16:5600-5607

52) Radinski R,Risin S,Fan D et al Level and function of epidermal growth factor receptor predict the metastatic potential of human colon cancer cells Clin.Can.Research 1995;1;19-31

53) Jensen b.V,Johansen J.S and Price P.A High levels of serum Her-2neu and YKL-40 independently reflect aggressiveness of metatstatic breast cancer Clin.Can.Research 2003;9:4423-4434

54) Breitender-Geleff S,Soleiman A,Kovalski H et al Angiosarcomas express mixed endothelial phenotypes of blood and lymphatic capillaries:podoplanin as a specific marker for lymphatic endothelium Am. J. of Pathology 1999;154:385-394

55) Ordonez N. G. The diagnostic utility of immunohistochemistry in distinguishing between epitheloid mesotheliomas and squamous carcinoma of the lung:a comparative study. MOD. PATHOL. 2006a:19:417-428

56) Rishi A.K,Joish-Brady M,Fisher J et al Cloning characterization and development expression of rat lung alveolar type I cell gene in embryonic endodermal and neural derivatives DEV. BIOL 1955;167:294-306

57) Brabletz T,Jung A,Reu S et al Variable beta-catenin expression in colo-rectal cancers indicates tumor progression driven by the tumor enviroment. Proc.natl.Acad.Sci USA 2001;98:10356-10361

58) Hegerfeld Y,Tusch M,brocker E.B Collective cell movement in primary melanoma explants:plasticity of cell-cell inter reaction,beta-1 integrin function and migration strategy Cancer Research 2002;62:2125-2130

59) Gavert N,,Conacci-Sorrel M,Gast D et al L 1,a novel target of beta-catenin signaling transforms cells and is expressed at the invasive front of colon cancer J.Cell.Biol.2005;168:633-642

60) Scholl F.G, Gamalo C,Vilar S et al Identification of PA2.26 antigene as a novel cell-surface mucin-type glycoprotein that induces plasma membrane extensions and increased motility in keratinocytes J.Cel;l Sci.1999;112:4601-4613

61) Martin Villar Ester,Beatriz Fernandez Munos,Mady Parsons Podoplanin associates with CD44 to promote directional cell migration Molecular biology of the cell 2010;21;4387-4399

62) LOCASCIO A,Nietto M.A Cell movements during vertebrate development: integrated tissue behaviour versus individual cell migration CURR.OPIN.GEN.DEVELOP 2001;11:464-469

63) Yu Y,Khan j,Khanna C et al Expression profiling identifies the cyto-skeletal organizer EZRIN and the developmental homeoprotein SIX-1 as key metastatic regulators NAT. MED 2004;10:175-181

64) Hermann B.G,Labelt S,Poustka A Clonig of the T-gene required in mesoderm formation in the mouse Nature 1990;343:617-622

65) Kispert A,Hermann B.G The brachjury gene encodes a novel DNA binding protein EMBO J. 1993;12(8):3211-3220

66) Eduard Y. et al The human homolog T of the mouse T(brachjury)gene:gene structure,cDNA sequence and assignment to chromosome 6q27 Genome Research 1996;6(3):226-233

67) Technau U, Scholz L.B Origin and evolution of endoderm and mesoderm Int. J. Dev.Biol.2003;47(7-8):531-539

68) Wilkinson D.G, Batt S ,Hermann B.G Expression pattern of the mouse T gene and its role in mesoderm formation Nature 1990;343(6259):657-659

69) Kispert A,Hermann B.G,Leptin M et al Homologue of the mouse Brachjury gene are involved in the specification of posterior terminal structure in Drosophia,Tribolium and Locusta Gene DEV 1994;8(18):2137-2150

70) Behr R,Heneqeer C. Niebahn C et al Epithelial-mesenchymal transition in colonies of Rhesus monkey embryonic stem cells;a model of processes involved in gastrulation STEM CELLS 2005;23(6):805-816

71) Vidricare G,Jardine K,Mc Burney M.W. Expression of the brachjury gene during mesoderm development in differentiating embryonal carcinoma-cell cultures DEVELOPMENT 1994;120(1):115-122

72) Polyak K and Weinberg R.A Transition between epithelial and mesenchymal states:acquisition of malignant and stem-cell traits. Nat.Rev. Cancer 2009;9(4):265-273

73) Lianol L et al Identification and characterization of human MT5-MMP, a new membrane-bound activator of progelatinase a over-expressed in brain tumors Cancer Research 1999;59911):2570-2576

74) Yamamura T,Nakanishi K,Hiroi S et al Expression of membrane-type-1 matrix metalloproteinase and metalloproteinase-2 in non small cell lung carcinomas Lung Cancer 2002;35(3):249-255

75) Vegas S Morales A.V et al SNAIL block cell cycle and confers resistance to cell death GENE DEV 2004;18(10):1131-1143

76) Mueller C.W, Hermann B.G. Cristallographic structure of the T-domain-DNA complex of the Brachjury transcription factor NATURE 1997;389(6653):884-888

77) Romaine I Fernando, Marianne B Castillo, Mary Litzinger et al IL-8 signaling plays a critical role in the epithelial-mesenchymal transtition oh human carcinoma cells Cancer Research 2011;71(15):5296-5306

78) Takahashi et al TGF-BETA induced epithelial-mesenchymal transition promoter breast cancer progression J.Biol. Chem 2010;285:4060

79) Ostman A, Heldin C.H. PDGF receptors as targets in tumor treatment ADV. Cancer Research 2007;97:247-274

80) Jian Xu,Samy lamouille,Rick Derynck PDGF-BETA receptor induced epithelial to mesenchymal transition Cell Research 2009;19:156-171

81) Araki S, Jacob A.Eitel, Christopher N.Batuello TGF-BETA1 induced expression oh human MDM2 correlates with late stage metastatic breast cancer J of Clin Invest 2010;120:290-302

82) Boccacio C, Comoglio P.M Invasive growth:a MET-driven genetic programme for cancer and stem cells NAT.REV CANCER 2006;6:637-645

83) Wienholds E,Plasterk R.H. micro RNA function in animal development FEBS LETT 2005;579:5911-5922

84) StephanieCcourtois-Cox , Caroline Moyret-Lalle Epithelial –Mesenchymal Transition and metastasis:Role of DICER expression from M.A.Hayat(ED) Stem cells and cancer stem cells vol 6 Springer Verlag

85) MA L,Teruya-Feldsteinb j,Weinberg R.A Tumor invasion and metastasis initiated by micro-RNA-10b in breast cancer NATURE 2007;449:682-688

86) Hill D.A,Ivanovich j,Priest J.R et al DICER mutations in familial pleuropulmonary blastoma Science 2005;325;965-

87) Merritt w.M,Lin Y,G,Han L.Y et al Dicer,drosha and outcomes in patients with ovarian cancr N.Engl. J Med 2008;359:2641-2650

88) Grelier G,Voisin N, Ay A.S, Cox D.G Prognostic value of DICER expression in human breast cancer and association with the mesenchymal phenotype British J.Cancer 2009;101:673-683

89) Karnoub A.E,Dash A.B, Vo A.Petal Mesenchymal stem cells within tumor stroma promote breast cancer metastasis NATURE 2007;449:557-563

90) Brabletz T, Jung A, Spadema S et al Opinion:migrating cancer stem cells-an integrated concept of malignant tumour progression NATURE 2005;5:741-749