Riassunto analitico
Un numero crescente di prove dimostra che le piastrine (PLTs), oltre a promuovere la coagulazione e la guarigione delle ferite, influenzano lo sviluppo e la progressione dei tumori. Sebbene livelli elevati di PLTs siano stati ampiamente correlati a esiti peggiori nel cancro, i meccanismi sottostanti rimangono ancora poco chiari. Nel flusso sanguigno, l'interazione e il crosstalk tra PLTs e cellule tumorali circolanti (CTC) avvengono sia direttamente tramite proteine specifiche sulla superficie, sia indirettamente tramite il rilascio di vari componenti cellulari. Le PLTs proteggono le CTCs nel flusso sanguigno e ne favoriscono l’evasione immunitaria (trasferendo MHC di classe 1 sulle CTCs). Il rilascio di fattori di crescita (GFs), in particolare il TGFβ dai granuli delle PLTs, promuove la sopravvivenza delle cellule tumorali, potenziando la loro resistenza alla morte cellulare programmata e facilitando l'adesione all'endotelio vascolare, promuovendo la diffusione delle metastasi. Le cellule tumorali inducono l'attivazione e l'aggregazione delle PLTs sulle CTCs, rendendo le PLTs più pro-tumorali attraverso il trasferimento di vescicole extracellulari e altro materiale cellulare. Inoltre, ci sono crescenti prove del ruolo protumorale di questa interazione nel microambiente tumorale. Il TGFβ, concentrato nei granuli nelle PLTs, promuove l'aggressività del cancro sia in modo autocrino sia paracrino. Tuttavia, non è chiaro se le cellule tumorali stimolate con TGFβ abbiano una maggiore capacità di interagire con le PLTs. Abbiamo investigato l'interazione tra PLTs e cellule tumorali nel cancro al seno (BC) trattate con TGFβ. Molti studi hanno evidenziato l'importanza dell'interazione tra PLTs e cellule BC insieme al TGFβ, nella progressione del BC. Le MCF7, derivate dal sottotipo Luminale A, sono state scelte come modello poiché abbiamo notato una significativa co-occorrenza di marcatori specifici di TGFβ e PLTs in due set proteomici pubblicati sul BC. Per valutare l'interazione PLT-BC tramite citometria a flusso, abbiamo trattato le MCF7 con TGFβ (per 48 ore) seguito da una breve incubazione con le PLTs (40 minuti). Le MCF7, sia aderenti che in sospensione, hanno mostrato una maggiore affinità di legame con le PLTs. La pre-incubazione delle MCF7 con il releasate di PLTs attivato, ricco di TGFβ, ha aumentato l'aggregazione MCF7-PLTs. La pre-attivazione delle PLTS (tramite trombina) o la crescita delle MCF7 ad alta confluenza hanno contrastato tale effetto, suggerendo un'alterazione potenziale dell'esposizione alle proteine di superficie in queste condizioni. Per indagare le proteine di superficie delle MCF7 coinvolte nell'aumento dell'interazione PLTs-Cellule BC, abbiamo analizzato l'espressione genica di un gruppo selezionato di proteine tramite qPCR. Abbiamo scoperto che solo ITGAV e LGALS3 erano significativamente alterate nelle cellule trattate con TGFβ rispetto a quelle non trattate. Successivamente, abbiamo indagato se le MCF7 trattate con TGFβ potessero aumentare l'aggregazione e la coagulazione delle PLTs. Le analisi su micropiastra e tromboelastometriche hanno evidenziato un'aggregazione e una coagulazione delle PLTs più rapida e pronunciata in risposta alle cellule MCF7 trattate con TGFβ. Inoltre, abbiamo osservato un aumento dell'interazione indiretta tra PLTs e MCF7 dopo il trattamento con TGFβ. Tracciando le frazioni cellulari (vescicole extracellulari, EVs) delle MCF7 trasfettate con GFP, abbiamo dimostrato un maggiore coinvolgimento delle EVs nella fusione o nell'adesione alle PLTs quando le MCF7 erano pre-stimolate con TGFβ. Nel complesso, questi risultati hanno dimostrato che le cellule del BC stimolate con TGFβ hanno una maggiore capacità di interagire con le PLTs, stimolando così potenzialmente un'ulteriore aggressività delle cellule del BC.
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Abstract
Increasing pieces of evidence prove that platelets (PLTs), besides promoting blood clotting and wound healing, significantly influence tumor development and progression. Although it has been largely proved that elevated PLTs levels correlate with worse outcomes in cancer, the underlying mechanisms are still not completely elucidated. In the bloodstream, the interaction and crosstalk between PLTs and circulating tumor cells (CTCs) occur either directly, through specific surface proteins, or indirectly, through the release of different cellular components. Through this interaction PLTs shield CTCs from blood flow forces and help them evade immune detection (by transferring MHC class I molecules to the CTCs surface). Moreover, the release of Growth Factors (GF) (particularly TGFβ) from PLTs granules promotes tumor cell survival, enhancing CTCs resistance to programmed cell death, favouring epithelial to mesenchymal transition, and facilitating adhesion to vascular endothelium, thus promoting the spread of metastasis. On the other hand, tumor cells induce increased PLTs activation and aggregation on CTCs and ‘’educate’’ PLTs, transferring extracellular vesicles and other cellular material, to be more pro-tumorigenic. Similarly, there is growing evidence demonstrating that this interaction may have a pro-tumorigenic role also within the tumor microenvironment. TGFβ is highly concentrated in PLTs granules, this GF, both autocrine and paracrine, promotes cancer transformation and aggressiveness. However, it is unclear if cancer cells stimulated with TGFβ have an increased capability to interact with PLTs. Here, we investigated the interaction between PLTs and breast cancer (BC) cells treated with TGF. Many reports proved indeed a key role of both PLT-BC cells interaction and TGFβ in BC progression. MCF7, BC cells originating from a Luminal A subtype, were selected as a model since in this BC tumor type we observed a significant co-occurrence of TGFβ and PLTs specific marker in two published proteomic sets of BC. To estimate PLT-BC cell interaction with flow cytometry we initially treated MCF7 with TGFβ (for 48 h) prior to a short incubation with PLTs (40 min). Both adherent and in suspension MCF7 showed increased binding affinity for PLTs. Accordingly, pre-incubation of MCF7 with activated PLTs releasate, known for its high TGFβ concentration, resulted in increased MCF7-PLTs aggregation. Pre-activating PLTs (with thrombin) or growing MCF7 to high confluence counteracted this effect, suggesting that surface protein exposure might be altered in these conditions. To investigate which surface proteins in MCF7 might be responsible for the increased PLTs-BC cells interaction we analyzed gene expression, with qPCR, of a selected panel of proteins, finding that only ITGAV and LGALS3 were significantly altered in TGFβ treated cells compared with the untreated. Successively, we investigated whether TGFβ-treated MCF7 cells could enhance the aggregation and coagulation of PLTs. Microplate and thromboelastometric analyses revealed that TGFβ-treated MCF7 cells induced faster and pronounced PLTs aggregation and clotting. Moreover, we found that the indirect interaction between PLTs and MCF7 was also increased by TGFβ treatment. Tracking the cellular fractions (i.e. the extracellular vesicles, EVs) from GFP transfected MCF7 we proved that EVs secreted from MCF7, fused or bonded to a greater extent with PLTs when MCF7 were pre-stimulated with TGFβ. Collectively these results proved that BC cells stimulated with TGFβ have an increased capability of interacting with PLTs, thereby potentially eliciting further BC cells aggressiveness.
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