Riassunto analitico
Le cellule tumorali sviluppano dei meccanismi di adattamento che permettono loro di sopravvivere in ambienti poveri di ossigeno e nutrienti, e per questo necessitano di mitocondri funzionanti. Il microambiente tumorale può, infatti, facilitare la produzione di specie reattive dell’ossigeno che rappresentano una sorgente di danno sia per le proteine che per il DNA e l’RNA mitocondriali. Per questo motivo, un’efficiente eliminazione delle proteine danneggiate è cruciale per prevenire questo processo nocivo.
LonP1 è una proteasi mitocondriale ATP-dipendente, codificata a livello nucleare, che degrada proteine ossidate, assiste il folding di alcune proteine mitocondriali e contribuisce al mantenimento dei livelli del DNA mitocondriale. L’espressione di LonP1 è aumentata in alcuni tipi di cancro, tra cui quello colo-rettale, e questo aumento sembra essere utile per la proliferazione delle cellule tumorali e il loro adattamento a condizioni di stress (come stresso ossidativo e ipossia). Al contrario, la diminuzione dell’espressione di LonP1 induce un malfunzionamento dei mitocondri e un conseguente aumento della morte cellulare.
Lo scopo dello studio è stato quello di caratterizzare le alterazioni mitocondriali indotte dall’overespressione di LonP1, per comprendere se queste alterazioni favoriscono la progressione tumorale.
Abbiamo selezionato quattro linee cellulari di cancro al colon in maniera da avere un modello in vitro di progressione della malattia su cui analizzare gli effetti dell’overespressione di LonP1. Sono state selezionate le seguenti linee: 1) I407, cellule umane con morfologia epiteliale derivanti da tessuto intestinale embrionale normale; 2) RKO e SW480, cellule di carcinoma primario del colon; 3) SW620, cellule di cancro metastatico colon-rettale. Queste cellule sono state transfettate stabilmente con un vettore retrovirale codificante per LonP1 (indicate di seguito con pLonP1) o con un vettore di controllo (indicate di seguito con pMSCV). In queste cellule abbiamo analizzato il tasso di consumo di ossigeno (OCR), il potenziale della membrana mitocondriale (MMP), la massa mitocondriale, la produzione di anione superossido, la morfologia e l’ultrastruttura dei mitocondri.
Le I407, RKO e SW480 in cui l’espressione di LonP1 è aumentata non mostrano sostanziali differenze rispetto alle cellule di controllo. Al contrario, nelle cellule SW620, l’analisi del consumo di ossigeno ha dimostrato come la capacità respiratoria basale, massima e di riserva siano diminuite nelle SW620-pLonP1 rispetto alle SW620-pMSCV. Inoltre, le cellule SW620-pLonP1 presentano una riduzione del MMP sia a livello basale sia in seguito al trattamento con il disaccoppiante CCCP. Nelle altre linee non sono state osservate diminuzioni dell’MMP a livello basale, ma solo in seguito al trattamento con disaccoppiante. Anche i livelli di anione superossido mitocondriale sono diminuiti nelle SW620-pLonP1. La morfologia e l’ultrastruttura dei mitocondri restano invariate nelle I407, RKO e SW480, ma sono profondamente alterate nelle cellule SW620 che overesprimono LonP1.
In conclusione, gli effetti dell’aumentata espressione di LonP1 variano al variare dello stadio tumorale nel carcinoma colo-rettale, e sono significativamente più marcati nella linea metastatica SW620.
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