Estudio de las alteraciones en la expresión del heparanoma humano en el cancer

Abstract

Los proteoglicanos de heparán sulfato (HSPGs) están formados por una proteína núcleo específica a la que se le encuentran unidas covalentemente cadenas de HS. Un total de 13 proteínas aparecen habitualmente como HSPGs y se distribuyen esencialmente por la superficie celular y la matriz extracelular. El HS es un heteropolisacárido lineal constituido por unidades alternadas de ácido glucurónico y N-acetil-glucosamina. Los monómeros aparecen modificados localmente por una serie de reacciones que incluyen N-deacetilación-N-sulfataciones, epimerizaciones y O-sulfataciones. Numerosas funciones normales y patológicas han sido adscritas a los HSPGs, incluyendo adhesión y migración celular, la organización de la matriz, regulación de la proliferación, diferenciación y morfogénesis, organización del citoesqueleto, reparación tisular, inflamación, vascularización y metástasis tumoral. Existen numerosos estudios que muestran importantes alteraciones en la expresión de HSPGs en procesos tumorales, tanto de las proteínas núcleo como de las cadenas sacarídicas. Sin embargo, en todos los casos la información se circunscribe a genes concretos y no tienen en cuenta el conjunto de la maquinaria biosintética de moléculas tan complejas. En este sentido, hemos llevado a cabo un análisis de las alteraciones en la transcripción diferencial de todos los genes descritos hasta la fecha e implicados en la síntesis de los HSPGs o heparanoma, en pacientes con adenocarcinoma ductal infiltrante de mama (ADI) y en pacientes con adenocarcinoma de colon ascendente (ACA). Hemos separado los casos según la presencia o ausencia de metástasis ganlionar regional. Nuestros estudios se basaron en la extracción del ARN de tumores humanos con su tejido control no tumoral correspondiente, empleo de reacciones de trascripción reversa y de la amplificación del material genético mediante PCR a tiempo real. Como algunos de los HSPGs pueden tener cadenas de condriotín y dermatán sulfato (CS/DS) también hemos estudiado los genes que codifican las enzimas de síntesis y modificación de estas cadenas. Aquellos genes que mostraron alteraciones significativas fueron verificados en su traducción a marcaje proteico y/o presencia de ARNm mediante técnicas de inmunohistoquímica (IHQ) o hibridación in situ (HIS). Los principales resultados que hemos obtenido fueron fundamentalmente los siguentes: 1. Hemos detectado alteraciones significativas en los niveles de expresión de los genes del heparanoma en aproximadamente un 25% para los ADIs y en un aproximado 30% en el caso de los ACAs. 2. Los dos grupos de tumores sin metástasis ganglionar mostraron un mayor número de alteraciones significativas en el heparanoma en relación con los grupos con metástasis ganglionares. 3. El análisis de las proteínas núcleo de los HSPGs mostró una mayor alteración en el caso de los ACAs y sobre todo en el subgrupo que no presentó metástasis ganglionar. 4. En los casos de ACAs metastatizantes, aunque el número de alteraciones en los genes de las proteínas núcleo fue menor, cuando mostraron alteraciones en el nivel de sus transcritos, la mayor parte fueron más intensas en comparación con el grupo no metastatizante. 5. Para ambos grupos tumorales, tanto ACAs como ADIs, muchas de las alteraciones en los niveles de transcripción de los genes observados fueron en forma de subexpresión con la excepción del sindecano 1 (SDC-1) y los transcritos de las sulfatasas en los ADIs. 6. Hemos detectado la expresión aberrante de la isoforma 4 de la N-acetil-D-sulfotransferasa 4 (NDST-4) en el caso de los ADIs. 7. Los genes codificantes de las enzimas encargadas de la modificación de las cadenas de CS/DS mostraron mayores alteraciones que los correspondientes a los de HS en ambos grupos de tumores. 8. No hemos observado alteraciones significativas en los niveles de transcripción de la Heparanasa (HPSE). No obstante, hemos determinado la existencia de una forma estable de ARNm de la HPSE que pudiera regular a su vez los niveles de transcripción del gen. Por otra parte, la isoforma HPSE-2 experimentó un descenso significativo en el nivel de sus transcritos en el caso de los ADIs sin metástasis ganglionar, no mostrando alteraciones en el caso de los ACAs. 9. Al verificar la correlación de los niveles de expresión génica con el marcaje de sus proteínas por IHQ y evidenciando el ARNm correspondiente por HIS, hemos observado que para el caso del SDC-1 en el grupo de ACAs con metástasis ganglionar hay una pérdida de immunorreactividad en la zona tumoral, en comparación con los datos de sobreexpresión génica determinados mediante PCR. Sin embargo según los hallazgos de la HIS, el ARNm de SDC-1 está presente en las células tumorales.