Riassunto analitico
Il cancro alla tiroide è la più comune malattia maligna del sistema endocrino. I carcinomi tiroidei ben differenziati sono le lesioni più frequenti e contano più del 95% di tutti i casi. Tra questi, il carcinoma papillare della tiroide (PTC) è il sottotipo più comune e con la migliore prognosi. Tuttavia, 2-5% dei PTCs si comportano come lesioni aggressive sviluppando metastasi distanti e con conseguente esito negativo per i pazienti. Le difficoltà nel prevedere la progressione clinica di questi tumori hanno portato a interventi standardizzati aggressivi su tutti i pazienti sollevando il problema dell’ eccessivo trattamento dei pazienti. Pertanto, l'identificazione di marcatori molecolari per discriminare i tumori indolenti dai tumori altamente aggressivi è un problema principale in questo campo.
I long non-coding RNAs (lncRNAs) sono lunghi più di 200 nucleotidi e nonostante vengano trascritti dall’ RNA polimerasi II non codificano per proteine. Recentemente diversi studi hanno rivelato che la loro espressione è altamente tessuto specifica e che svolgono un ruolo fondamentale in diversi processi cellulari, tra cui la carcinogenesi. Il ruolo del TGFβ nell’indurre la transizione epitelio-mesenchimale (EMT) è cruciale durante le metastasi tumorali. Mentre molti geni che partecipano a questo processo sono stati identificati, si conosce ancora poco sul coinvolgimento dei lncRNAs nella via di segnalazione del TGFβ. Da un'analisi genomica abbiamo ottenuto un elenco di lncRNAs associati alla stimolazione del TGFβ sui tireociti. In questo studio abbiamo confermato la rilevanza di alcuni di questi lncRNAs nel mediare il segnale pro-metastatico del TGFβ nel carcinoma tiroideo. In primo luogo, abbiamo analizzato l'espressione di un pannello di lncRNAs selezionati in diverse linee cellulari di cancro della tiroide e in campioni prelevati da pazienti. Successivamente, ci siamo concentrati sul linc00941 e linc01711, i quali risultano più espressi nei tessuti tumorali e dopo la stimolazione con TGFβ. L'analisi della localizzazione subcellulare ha mostrato che linc01711 è associata alla cromatina, ma non manifesta un’attività di enhancer. Al contrario, linc00941 è prevalentemente localizzato nel citoplasma, dove controlla diverse caratteristiche associate alla carcinogenesi come dimostrato da saggi in vitro. Abbiamo anche dimostrato che linc00941 supporta l'aggressività nei PTCs controllando l'autofagia, mentre non si nota un rilevante effetto sull'EMT. Infine, utilizzando i dati del TCGA, abbiamo confermato queste osservazioni dimostrando che nei pazienti, l'espressione di linc00941 è correlata al comportamento metastatico e alla ridotta sopravvivenza. Nel complesso i nostri dati forniscono ulteriori informazioni sull'importanza dei lncRNAs nella biologia del cancro e identificano linc00941 come potenziale marcatore di aggressività nei PTC.
|
Abstract
Thyroid cancer is the most common malignant disease of the endocrine system. Accounting for approximately 95% of all cases, well-differentiated thyroid carcinomas are the most frequent lesions. Among them, papillary thyroid carcinoma (PTC) is the most common subtype and has the best prognosis. However, 2-5% of PTCs behave as aggressive lesions developing distant metastasis and resulting in negative outcome for the patients. Difficulties in predicting the clinical progression of these tumors lead to standardized aggressive treatment for all the patients raising the problem of patients’ overtreatment. Therefore, the identification of molecular markers to discriminate indolent tumors from highly aggressive cancers is a main issue in this field.
Long non-coding RNAs (lncRNAs) are transcripts longer than 200 nucleotides transcribed by RNA polymerase II but lacking protein coding potential. Recently, several studies revealed that their expression is highly specific and that they play a pivotal role in several cellular processes, including carcinogenesis. TGFβ-induced epithelial to mesenchymal transition (EMT) is crucial during cancer metastasis. While many genes participating to this process have been identified, still very limited information on the role of lncRNAs in TGFβ signaling is available. From a genome-wide analysis we obtained a list of lncRNAs associated with the TGFβ stimulation in thyrocytes and, in this study, we validated the relevance of some of these lncRNAs in mediating TGFβ pro-metastatic signal in thyroid cancer. First, we explored the expression of a selected subset of the identified lncRNAs in different thyroid cancer cell lines and in patients’ samples. Next, we focused on linc00941 and linc01711, whose expression are consistently correlated with tumor samples and TGFβ stimulation. Analysis of subcellular localization showed that linc01711 is chromatin associated even if does not have enhancer-like activity. Conversely, linc00941 had prevalently a cytoplasmic localization where it controls several cancer-associated features, as explored by in vitro assays. We also proved that linc00941 supports aggressiveness in PTCs by controlling autophagy, while its regulatory effect on EMT does not seem to be relevant in this setting. Finally, using TCGA data, we confirmed these observations showing that in patients the expression of linc00941 correlates with metastatic behavior and reduced survival. Overall, our data provide new evidence on the importance of lncRNAs in the biology of cancer and identified linc00941 as a potential marker of aggressiveness in PTCs.
|
