Estudio de factores nucleares asociados a hemo-oxigenasa 1 en cáncer de próstata

Autores
Seniuk, Rocío Alejandra
Año de publicación
2025
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
tesis doctoral
Estado
versión publicada
Colaborador/a o director/a de tesis
Gueron, Geraldine
Toro, Ayelén Rayen
Descripción
El cáncer de próstata (PCa) es el segundo tipo de cáncer con mayor incidencia y la quinta causa de muerte asociada a cáncer a nivel mundial en hombres. Su progresión a formas resistentes a la castración (CRPC) representa un desafío terapéutico mayor, que surge post-terapia de privación androgénica (ADT), metástasis viscerales y pérdida de dependencia del receptor de andrógenos (AR) junto con la aparición de fenotipos neuroendócrinos (NE). La heterogeneidad intratumoral en tumores mixtos adenocarcinoma-neuroendócrino (Ad-NEPC) complica el diagnóstico y tratamiento, demandando biomarcadores que capturen dinámicas espaciales y moleculares. Hemo-oxigenasa 1 (HO-1, codificada por el gen HMOX1) es la enzima limitante en la reacción de degradación del grupo hemo a biliverdina (BV), monóxido de carbono (CO) y hierroferroso (Fe2+). Reportes de nuestro laboratorio documentaron por primera vez que la inducción de HO-1, posee un potente efecto anti-tumoral en el PCa, incluyendo inhibición de la proliferación, la migración y la metástasis ósea a través de vías como NF-κB, HIF-1α y Wnt/β-catenina. En este contexto, HO-1 emerge como un blanco potencial en el PCa ya que mantiene la homeostasis celular y contrarresta el daño oxidativo e inflamatorio. Si bien estos efectos podrían atribuirse a su actividad canónica citoplásmica, su rol nuclear no canónico en el PCa aún debe ser esclarecido. Este trabajo se centró en investigar el rol nuclear de HO-1 en el PCa, enfocándoseparticularmente en sus interacciones con factores y co-reguladores de la transcripción génica. A través de un abordaje proteómico, se delineó por primera vez el interactoma nuclear de HO-1 en células de PCa, identificándose 11 proteínas interactoras que se hallaban exclusivamente en el núcleo de células de PCa tratadas con el inductor farmacológico de HO-1, hemina. Integrando análisis bioinformáticos utilizando STRING e IPA (Ingenuity pathway analysis), se determinó que la interacción entre estas 11 proteínas y HO-1 aún no se había descrito. Mediante co-inmunoprecipitación (Co-IP) utilizando la línea celular de Pca, PC3, tratadas con hemina, se validaron las interacciones físicas con factores como BCLAF1 y SAFB. Dado que los 11 interactores de HO-1 se detectaron en el núcleo de células de PCa en un contexto de inducción de HO-1 (PC3-hemina), nos propusimos investigar si estos interactores podían modular la expresión génica. Para ello, se utilizó la plataforma ChIP-Atlas que reúne datos de ChIP-seq de diferentes líneas tumorales. Los análisis llevados a cabo corroboraron que BCLAF1, SAFB, ILF3 y DDX17, presentan sitios de unión en los promotores de diversos genes. Los datos obtenidos en ChIP-Atlas fueron utilizados para explorar vías KEGG (Enciclopedia de Kyoto de Genes y Genomas) significativamente representadas, revelando un enriquecimiento en vías asociadas a enfermedades neurológicas. Estos hallazgos nos llevaron a explorar la relación entre HO-1, los 4 interactores con sitios de unión al DNA y sus genes target, con los distintos subtipos del PCa, especialmente el carcinoma neuroendócrino (NEPC). La evaluación transcriptómica de datos de RNA-seq provenientes de xenotransplantes derivados de pacientes (PDX) generados en el MD Anderson Cancer Center (PDX MDA PCa) y cohortes clínicas mostró, en un análisis de agrupamiento no supervisado, que la alta expresión de los genes que codifican los interactores de HO-1 se asocia con el NEPC y que además HMOX1 se encuentra sub-expresada en este subtipo. A su vez, se utilizaron datos de transcriptómica espacial provenientes del tumor de un paciente con histología mixta, que incluía regiones de adenocarcinoma y NEPC. La expresión resuelta espacialmente confirmó el enriquecimiento de marcadores NE canónicos (CHGA, SYP, , EZH2) en los focos de NEPC acompañado de elevada expresión de los interactores de HO-1 en comparación con las regiones caracterizadas como adenocarcinoma. Dada la asociación entre los interactores nucleares de HO-1 y el NEPC se procedió a analizar in vitro el efecto de la inducción de esta proteína sobre el proceso de transdiferenciación de células de PCa hacia un fenotipo NE. Con este fin, se estableció y caracterizó un modelo in vitro de transdiferenciación NE en las líneas celulares C4-2B y PC3 utilizando forskolina (Fsk), activador de la adenilato ciclasa, para inducir la reprogramación fenotípica, combinado con hemina para la inducción de HO-1. Se observó que el tratamiento con Fsk, indujo una morfología celular elongada, compatible con la diferenciación NE, acompañada de lasobreexpresión de marcadores NE como ASCL1, NSE, CHGA y SYP. La co-inducción con hemina y Fsk revirtió parcialmente estos cambios, al reducir los niveles de dichos marcadores y restablecer el fenotipo epitelial. Los hallazgos de este trabajo ofrecen una nueva perspectiva sobre las funciones no canónicas de HO-1, sugiriendo que sus interactores nucleares podrían ser moduladores clave de la transcripción génica y potenciales marcadores o blancos terapéuticos en subtipos agresivos de la enfermedad. En conclusión, este trabajo identifica por primera vez la asociación del interactoma nuclear de HO-1 con el NEPC, con ILF3/SAFB/BCLAF1 como marcadores que podrían ser útiles para la estratificación subclonal. Estos hallazgos integran y expanden la evidencia previa que atribuye a HO-1 funciones duales en el cáncer, proponiendo un modelo donde la localización nuclear de HO-1 ejerce efectos anti-tumorales y modula la plasticidad celular.
Fil: Seniuk, Rocío Alejandra. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Materia
HEMO-OXIGENASA 1
CARCINOMA NEUROENDOCRINO
INTERACTORES NUCLEARES DE HO-1
REPROGRAMACION TRANSCRIPCIONAL
HEME-OXYGENASE 1
NEUROENDOCRINE CARCINOMA
HO-1 NUCLEAR INTERACTORS
TRANSCRIPTIONAL REPROGRAMMING
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar
Repositorio
Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Institución
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
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La heterogeneidad intratumoral en tumores mixtos adenocarcinoma-neuroendócrino (Ad-NEPC) complica el diagnóstico y tratamiento, demandando biomarcadores que capturen dinámicas espaciales y moleculares. Hemo-oxigenasa 1 (HO-1, codificada por el gen HMOX1) es la enzima limitante en la reacción de degradación del grupo hemo a biliverdina (BV), monóxido de carbono (CO) y hierroferroso (Fe2+). Reportes de nuestro laboratorio documentaron por primera vez que la inducción de HO-1, posee un potente efecto anti-tumoral en el PCa, incluyendo inhibición de la proliferación, la migración y la metástasis ósea a través de vías como NF-κB, HIF-1α y Wnt/β-catenina. En este contexto, HO-1 emerge como un blanco potencial en el PCa ya que mantiene la homeostasis celular y contrarresta el daño oxidativo e inflamatorio. Si bien estos efectos podrían atribuirse a su actividad canónica citoplásmica, su rol nuclear no canónico en el PCa aún debe ser esclarecido. Este trabajo se centró en investigar el rol nuclear de HO-1 en el PCa, enfocándoseparticularmente en sus interacciones con factores y co-reguladores de la transcripción génica. A través de un abordaje proteómico, se delineó por primera vez el interactoma nuclear de HO-1 en células de PCa, identificándose 11 proteínas interactoras que se hallaban exclusivamente en el núcleo de células de PCa tratadas con el inductor farmacológico de HO-1, hemina. Integrando análisis bioinformáticos utilizando STRING e IPA (Ingenuity pathway analysis), se determinó que la interacción entre estas 11 proteínas y HO-1 aún no se había descrito. Mediante co-inmunoprecipitación (Co-IP) utilizando la línea celular de Pca, PC3, tratadas con hemina, se validaron las interacciones físicas con factores como BCLAF1 y SAFB. Dado que los 11 interactores de HO-1 se detectaron en el núcleo de células de PCa en un contexto de inducción de HO-1 (PC3-hemina), nos propusimos investigar si estos interactores podían modular la expresión génica. Para ello, se utilizó la plataforma ChIP-Atlas que reúne datos de ChIP-seq de diferentes líneas tumorales. Los análisis llevados a cabo corroboraron que BCLAF1, SAFB, ILF3 y DDX17, presentan sitios de unión en los promotores de diversos genes. Los datos obtenidos en ChIP-Atlas fueron utilizados para explorar vías KEGG (Enciclopedia de Kyoto de Genes y Genomas) significativamente representadas, revelando un enriquecimiento en vías asociadas a enfermedades neurológicas. Estos hallazgos nos llevaron a explorar la relación entre HO-1, los 4 interactores con sitios de unión al DNA y sus genes target, con los distintos subtipos del PCa, especialmente el carcinoma neuroendócrino (NEPC). La evaluación transcriptómica de datos de RNA-seq provenientes de xenotransplantes derivados de pacientes (PDX) generados en el MD Anderson Cancer Center (PDX MDA PCa) y cohortes clínicas mostró, en un análisis de agrupamiento no supervisado, que la alta expresión de los genes que codifican los interactores de HO-1 se asocia con el NEPC y que además HMOX1 se encuentra sub-expresada en este subtipo. A su vez, se utilizaron datos de transcriptómica espacial provenientes del tumor de un paciente con histología mixta, que incluía regiones de adenocarcinoma y NEPC. La expresión resuelta espacialmente confirmó el enriquecimiento de marcadores NE canónicos (CHGA, SYP, , EZH2) en los focos de NEPC acompañado de elevada expresión de los interactores de HO-1 en comparación con las regiones caracterizadas como adenocarcinoma. Dada la asociación entre los interactores nucleares de HO-1 y el NEPC se procedió a analizar in vitro el efecto de la inducción de esta proteína sobre el proceso de transdiferenciación de células de PCa hacia un fenotipo NE. Con este fin, se estableció y caracterizó un modelo in vitro de transdiferenciación NE en las líneas celulares C4-2B y PC3 utilizando forskolina (Fsk), activador de la adenilato ciclasa, para inducir la reprogramación fenotípica, combinado con hemina para la inducción de HO-1. Se observó que el tratamiento con Fsk, indujo una morfología celular elongada, compatible con la diferenciación NE, acompañada de lasobreexpresión de marcadores NE como ASCL1, NSE, CHGA y SYP. La co-inducción con hemina y Fsk revirtió parcialmente estos cambios, al reducir los niveles de dichos marcadores y restablecer el fenotipo epitelial. Los hallazgos de este trabajo ofrecen una nueva perspectiva sobre las funciones no canónicas de HO-1, sugiriendo que sus interactores nucleares podrían ser moduladores clave de la transcripción génica y potenciales marcadores o blancos terapéuticos en subtipos agresivos de la enfermedad. En conclusión, este trabajo identifica por primera vez la asociación del interactoma nuclear de HO-1 con el NEPC, con ILF3/SAFB/BCLAF1 como marcadores que podrían ser útiles para la estratificación subclonal. Estos hallazgos integran y expanden la evidencia previa que atribuye a HO-1 funciones duales en el cáncer, proponiendo un modelo donde la localización nuclear de HO-1 ejerce efectos anti-tumorales y modula la plasticidad celular.Fil: Seniuk, Rocío Alejandra. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.Universidad de Buenos Aires. 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Reportes de nuestro laboratorio documentaron por primera vez que la inducción de HO-1, posee un potente efecto anti-tumoral en el PCa, incluyendo inhibición de la proliferación, la migración y la metástasis ósea a través de vías como NF-κB, HIF-1α y Wnt/β-catenina. En este contexto, HO-1 emerge como un blanco potencial en el PCa ya que mantiene la homeostasis celular y contrarresta el daño oxidativo e inflamatorio. Si bien estos efectos podrían atribuirse a su actividad canónica citoplásmica, su rol nuclear no canónico en el PCa aún debe ser esclarecido. Este trabajo se centró en investigar el rol nuclear de HO-1 en el PCa, enfocándoseparticularmente en sus interacciones con factores y co-reguladores de la transcripción génica. A través de un abordaje proteómico, se delineó por primera vez el interactoma nuclear de HO-1 en células de PCa, identificándose 11 proteínas interactoras que se hallaban exclusivamente en el núcleo de células de PCa tratadas con el inductor farmacológico de HO-1, hemina. Integrando análisis bioinformáticos utilizando STRING e IPA (Ingenuity pathway analysis), se determinó que la interacción entre estas 11 proteínas y HO-1 aún no se había descrito. Mediante co-inmunoprecipitación (Co-IP) utilizando la línea celular de Pca, PC3, tratadas con hemina, se validaron las interacciones físicas con factores como BCLAF1 y SAFB. Dado que los 11 interactores de HO-1 se detectaron en el núcleo de células de PCa en un contexto de inducción de HO-1 (PC3-hemina), nos propusimos investigar si estos interactores podían modular la expresión génica. Para ello, se utilizó la plataforma ChIP-Atlas que reúne datos de ChIP-seq de diferentes líneas tumorales. Los análisis llevados a cabo corroboraron que BCLAF1, SAFB, ILF3 y DDX17, presentan sitios de unión en los promotores de diversos genes. Los datos obtenidos en ChIP-Atlas fueron utilizados para explorar vías KEGG (Enciclopedia de Kyoto de Genes y Genomas) significativamente representadas, revelando un enriquecimiento en vías asociadas a enfermedades neurológicas. Estos hallazgos nos llevaron a explorar la relación entre HO-1, los 4 interactores con sitios de unión al DNA y sus genes target, con los distintos subtipos del PCa, especialmente el carcinoma neuroendócrino (NEPC). La evaluación transcriptómica de datos de RNA-seq provenientes de xenotransplantes derivados de pacientes (PDX) generados en el MD Anderson Cancer Center (PDX MDA PCa) y cohortes clínicas mostró, en un análisis de agrupamiento no supervisado, que la alta expresión de los genes que codifican los interactores de HO-1 se asocia con el NEPC y que además HMOX1 se encuentra sub-expresada en este subtipo. A su vez, se utilizaron datos de transcriptómica espacial provenientes del tumor de un paciente con histología mixta, que incluía regiones de adenocarcinoma y NEPC. La expresión resuelta espacialmente confirmó el enriquecimiento de marcadores NE canónicos (CHGA, SYP, , EZH2) en los focos de NEPC acompañado de elevada expresión de los interactores de HO-1 en comparación con las regiones caracterizadas como adenocarcinoma. Dada la asociación entre los interactores nucleares de HO-1 y el NEPC se procedió a analizar in vitro el efecto de la inducción de esta proteína sobre el proceso de transdiferenciación de células de PCa hacia un fenotipo NE. Con este fin, se estableció y caracterizó un modelo in vitro de transdiferenciación NE en las líneas celulares C4-2B y PC3 utilizando forskolina (Fsk), activador de la adenilato ciclasa, para inducir la reprogramación fenotípica, combinado con hemina para la inducción de HO-1. Se observó que el tratamiento con Fsk, indujo una morfología celular elongada, compatible con la diferenciación NE, acompañada de lasobreexpresión de marcadores NE como ASCL1, NSE, CHGA y SYP. La co-inducción con hemina y Fsk revirtió parcialmente estos cambios, al reducir los niveles de dichos marcadores y restablecer el fenotipo epitelial. Los hallazgos de este trabajo ofrecen una nueva perspectiva sobre las funciones no canónicas de HO-1, sugiriendo que sus interactores nucleares podrían ser moduladores clave de la transcripción génica y potenciales marcadores o blancos terapéuticos en subtipos agresivos de la enfermedad. En conclusión, este trabajo identifica por primera vez la asociación del interactoma nuclear de HO-1 con el NEPC, con ILF3/SAFB/BCLAF1 como marcadores que podrían ser útiles para la estratificación subclonal. Estos hallazgos integran y expanden la evidencia previa que atribuye a HO-1 funciones duales en el cáncer, proponiendo un modelo donde la localización nuclear de HO-1 ejerce efectos anti-tumorales y modula la plasticidad celular.
Fil: Seniuk, Rocío Alejandra. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
description El cáncer de próstata (PCa) es el segundo tipo de cáncer con mayor incidencia y la quinta causa de muerte asociada a cáncer a nivel mundial en hombres. Su progresión a formas resistentes a la castración (CRPC) representa un desafío terapéutico mayor, que surge post-terapia de privación androgénica (ADT), metástasis viscerales y pérdida de dependencia del receptor de andrógenos (AR) junto con la aparición de fenotipos neuroendócrinos (NE). La heterogeneidad intratumoral en tumores mixtos adenocarcinoma-neuroendócrino (Ad-NEPC) complica el diagnóstico y tratamiento, demandando biomarcadores que capturen dinámicas espaciales y moleculares. Hemo-oxigenasa 1 (HO-1, codificada por el gen HMOX1) es la enzima limitante en la reacción de degradación del grupo hemo a biliverdina (BV), monóxido de carbono (CO) y hierroferroso (Fe2+). Reportes de nuestro laboratorio documentaron por primera vez que la inducción de HO-1, posee un potente efecto anti-tumoral en el PCa, incluyendo inhibición de la proliferación, la migración y la metástasis ósea a través de vías como NF-κB, HIF-1α y Wnt/β-catenina. En este contexto, HO-1 emerge como un blanco potencial en el PCa ya que mantiene la homeostasis celular y contrarresta el daño oxidativo e inflamatorio. Si bien estos efectos podrían atribuirse a su actividad canónica citoplásmica, su rol nuclear no canónico en el PCa aún debe ser esclarecido. Este trabajo se centró en investigar el rol nuclear de HO-1 en el PCa, enfocándoseparticularmente en sus interacciones con factores y co-reguladores de la transcripción génica. A través de un abordaje proteómico, se delineó por primera vez el interactoma nuclear de HO-1 en células de PCa, identificándose 11 proteínas interactoras que se hallaban exclusivamente en el núcleo de células de PCa tratadas con el inductor farmacológico de HO-1, hemina. Integrando análisis bioinformáticos utilizando STRING e IPA (Ingenuity pathway analysis), se determinó que la interacción entre estas 11 proteínas y HO-1 aún no se había descrito. Mediante co-inmunoprecipitación (Co-IP) utilizando la línea celular de Pca, PC3, tratadas con hemina, se validaron las interacciones físicas con factores como BCLAF1 y SAFB. Dado que los 11 interactores de HO-1 se detectaron en el núcleo de células de PCa en un contexto de inducción de HO-1 (PC3-hemina), nos propusimos investigar si estos interactores podían modular la expresión génica. Para ello, se utilizó la plataforma ChIP-Atlas que reúne datos de ChIP-seq de diferentes líneas tumorales. Los análisis llevados a cabo corroboraron que BCLAF1, SAFB, ILF3 y DDX17, presentan sitios de unión en los promotores de diversos genes. Los datos obtenidos en ChIP-Atlas fueron utilizados para explorar vías KEGG (Enciclopedia de Kyoto de Genes y Genomas) significativamente representadas, revelando un enriquecimiento en vías asociadas a enfermedades neurológicas. Estos hallazgos nos llevaron a explorar la relación entre HO-1, los 4 interactores con sitios de unión al DNA y sus genes target, con los distintos subtipos del PCa, especialmente el carcinoma neuroendócrino (NEPC). La evaluación transcriptómica de datos de RNA-seq provenientes de xenotransplantes derivados de pacientes (PDX) generados en el MD Anderson Cancer Center (PDX MDA PCa) y cohortes clínicas mostró, en un análisis de agrupamiento no supervisado, que la alta expresión de los genes que codifican los interactores de HO-1 se asocia con el NEPC y que además HMOX1 se encuentra sub-expresada en este subtipo. A su vez, se utilizaron datos de transcriptómica espacial provenientes del tumor de un paciente con histología mixta, que incluía regiones de adenocarcinoma y NEPC. La expresión resuelta espacialmente confirmó el enriquecimiento de marcadores NE canónicos (CHGA, SYP, , EZH2) en los focos de NEPC acompañado de elevada expresión de los interactores de HO-1 en comparación con las regiones caracterizadas como adenocarcinoma. Dada la asociación entre los interactores nucleares de HO-1 y el NEPC se procedió a analizar in vitro el efecto de la inducción de esta proteína sobre el proceso de transdiferenciación de células de PCa hacia un fenotipo NE. Con este fin, se estableció y caracterizó un modelo in vitro de transdiferenciación NE en las líneas celulares C4-2B y PC3 utilizando forskolina (Fsk), activador de la adenilato ciclasa, para inducir la reprogramación fenotípica, combinado con hemina para la inducción de HO-1. 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