Role of Arl13b in tumor progression and metastization.

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Role of arl13b in breast cancer cell migration and invasion

Publication . Faustino, Alexandra Ferreira; Barral, Duarte C.; Casalou, Cristina

RESUMO: O cancro da mama é a principal causa de morte, associada a cancro, na população mundial feminina, maioritariamente devido à formação de metástases. A disseminação das células cancerígenas resulta da sua capacidade em migrar a partir do tumor primário e invadir o tecido circundante até chegar à corrente sanguínea ou linfática, onde podem chegar a outros órgãos. Desta forma, a capacidade de migração e invasão celular é essencial para a formação de metástases e é controlada pela regulação das adesões célula-célula e célulamatriz extracelular, pela capacidade de degradar a matriz extracelular e pelo rearranjo do citoesqueleto de actina. Assim, a identificação das proteínas envolvidas na regulação da migração e invasão de células do cancro da mama poderá contribuir para o estabelecimento de novas estratégias de prognóstico, diagnóstico e de tratamento. A família de fatores de ribosilação do ADP (Arf) é principalmente conhecida pela sua função na regulação do tráfego vesicular. Curiosamente, vários estudos mostram que células cancerígenas possuem uma expressão alterada e recrutam membros desta família para migrar e invadir eficazmente. A proteína Arl13b pertence a uma subfamília da família de proteínas Arf e foi primeiramente identificada como sendo uma proteína ciliar. No entanto, vários estudos têm demonstrado que a Arl13b pode ser encontrada e exercer funções fora do cílio. O nosso grupo descobriu que a Arl13b regula o tráfego endocítico de reciclagem e a migração celular em condições não-patológicas através da actina e da miosina não muscular IIA (NMIIA), identificada como efector da Arl13b. Para além disso, dados recentes do nosso laboratório sugerem uma correlação positiva entre a expressão de Arl13b e a capacidade invasiva de células do cancro da mama. Consequentemente, o principal objetivo desta tese foi avaliar o papel da Arl13b na migração e invasão de células do cancro da mama e determinar os mecanismos envolvidos. Os resultados obtidos durante este trabalho mostram que a Arl13b regula positivamente a migração e invasão de células de cancro da mama, in vitro. Para além disso, estes resultados são corroborados por dados do nosso grupo que mostram que a Arl13b regula o tamanho do tumor primário e o número de metástases pulmonares, in vivo. Curiosamente, o cancro da mama é o terceiro tipo de cancro em que foi relatada uma função da Arl13b como regulador positivo da formação e progressão tumoral. Nos outros dois modelos tumorais, nomeadamente meduloblastoma e cancro gástrico, foi proposto um mecanismo mediado pela via de sinalização “Sonic Hedgehog” canónica, que é dependente do cílio. Em cancro da mama, nós propomos um mecanismo alternativo para a regulação da migração e invasão celular por Arl13b, independente do cílio. Em células de cancro da mama, observámos que a Arl13b está localizada e regula negativamente as interações célula-célula. Adicionalmente, detetámos que a Arl13b interage com a β3-integrina e colocaliza com outros dois componentes das adesões focais (AF) com a matriz extracelular, nomeadamente Vinculina e Paxilina. Quando a Arl13b é silenciada em células de cancro da mama, verificase um aumento do tamanho das AFs. Nós sugerimos que este aumento de tamanho das AFs resulta de um aumento do crescimento destas estruturas, mediado pela tensão gerada pela NMIIA, uma vez que nós observámos um aumento dos níveis de NMIIA em células onde foi silenciada a Arl13b. Para além disso, as AFs maiores podem resultar de uma redução da taxa de desmontagem, que pode ser explicada pelos menores níveis de ativação da via de sinalização mediada pelas integrinas, que se sabe estar envolvida na desmontagem de AFs. Por fim, detetámos a presença de Arl13b em estruturas envolvidas na degradação da matriz extracelular, designadas por invadopodia. No futuro, deverá ser avaliado se a Arl13b regula a formação de invadopodia, já que isso poderia explicar a função de Arl13b na regulação da invasão de células de cancro da mama. Curiosamente, a desregulação das interações célula-matriz extracelular e do rearranjo de actina são dois eventos observados nas fases iniciais da progressão do cancro da mama. Dessa forma, seria interessante avaliar se um aumento de expressão da Arl13b também é observado nas fases iniciais da progressão da doença. De qualquer forma, como nós observámos que a Arl13b regula o rearranjo de actina e a dinâmica das AFs e que a sua expressão está positivamente correlacionada com a capacidade invasiva das células, nós propomos Arl13b como um possível marcador prognóstico ou mesmo como um alvo terapêutico em cancro da mama. Num cenário em que uma expressão aumentada de Arl13b é detetada em lesões iniciais do cancro da mama e é preditiva de progressão tumoral, a inibição da Arl13b poderia bloquear a transição de lesões pré-malignas para invasivas por afetar o rearranjo de actina e a desmontagem das AFs e desta forma a migração e invasão celular.

2020-05-21Tese de doutoramento

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Número da atribuição

PD/BD/105898/2014