TAK1 e PLCE1: Jogadores Chave na Disseminação do Câncer de Esôfago
Investigando os papéis de TAK1 e PLCE1 no carcinoma espinocelular esofágico.
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Índice
O câncer de esôfago é uma doença séria e comum que afeta muitas pessoas ao redor do mundo. Todo ano, mais de 600.000 novos casos são registrados, fazendo dele o sétimo tipo mais comum de câncer globalmente. Infelizmente, esse câncer causa mais de 500.000 mortes devido à sua natureza agressiva e baixas taxas de sobrevivência. Os dois principais tipos de câncer de esôfago são o carcinoma de células escamosas e o adenocarcinoma. Na China, o carcinoma de células escamosas é o tipo dominante, representando mais de 90% dos casos. Um grande desafio no tratamento desse tipo de câncer é a falta de testes específicos para diagnóstico precoce, o que muitas vezes resulta em diagnósticos em estágios avançados. A taxa de sobrevivência em cinco anos para pacientes com esse câncer é em torno de 15-25%.
A cirurgia é um tratamento comum para pacientes diagnosticados precocemente, enquanto aqueles com a doença avançada geralmente recebem quimioterapia ou quimiorradioterapia. Apesar dos avanços nas estratégias de tratamento, desafios como recorrência e Metástase continuam sendo prevalentes. Há uma necessidade urgente de entender os mecanismos por trás da propagação das células cancerígenas e encontrar novos alvos para terapias.
TAK1 e Seu Papel no Câncer
Uma proteína chamada TAK1 desempenha um papel significativo em vários processos celulares, incluindo inflamação e resposta ao estresse. Ela faz parte de uma família maior de proteínas chamadas quinases, que modificam outras proteínas adicionando um grupo químico conhecido como fosfato. Esse processo pode mudar a função das proteínas, influenciando a sobrevivência, movimento e crescimento das células.
Estudos mostram que o TAK1 pode agir como um supressor de tumores e também como promotor do câncer, dependendo do contexto. Em alguns tipos de câncer, o TAK1 desacelera a progressão do tumor, enquanto em outros, pode estimulá-la. No câncer de esôfago, o TAK1 parece ter uma correlação negativa com o crescimento do tumor, indicando que quando os níveis de TAK1 estão mais baixos, o câncer pode progredir mais rapidamente.
Pesquisas anteriores mostraram que o TAK1 pode parar a proliferação de células cancerígenas afetando vias de sinalização específicas. No entanto, seu papel exato na metástase do carcinoma escamoso do esôfago ainda não está claro.
PLCE1 e Seu Impacto no Câncer
Outra proteína conhecida como PLCE1 faz parte de uma família de enzimas chamadas fosfolipases, que são importantes para a sinalização celular. O PLCE1 ajuda a degradar certos lipídios (gorduras) na membrana celular, levando à produção de moléculas de sinalização importantes que ajudam as células a se comunicarem e responderem ao ambiente.
Em muitos cânceres, incluindo câncer de fígado e de pulmão, o PLCE1 tem demonstrado promover o crescimento e a disseminação das células cancerígenas. Ainda há muito a aprender sobre como o PLCE1 contribui especificamente para a propagação do carcinoma escamoso do esôfago.
TAK1 e PLCE1 no Carcinoma Escamoso do Esôfago
Estudos recentes têm se concentrado na relação entre TAK1 e PLCE1 no carcinoma escamoso do esôfago para entender como ocorrem o movimento e a invasão celular neste tipo de câncer. Descobertas iniciais sugerem que o TAK1 pode inibir a migração e invasão das células do carcinoma escamoso do esôfago. Quando os níveis de TAK1 aumentam nas células cancerígenas, parece reduzir a capacidade delas de se mover e se espalhar.
Isso levanta uma pergunta importante: como o TAK1 exerce essa influência sobre o PLCE1? Parece que o TAK1 pode fosforilar o PLCE1 em um local específico, o que pode inibir a atividade do PLCE1. Quando o PLCE1 está ativo, pode promover o movimento e a invasão celular gerando moléculas de sinalização que ajudam as células a se espalharem.
Métodos: Investigando o Papel do TAK1 e PLCE1
Ao examinar como o TAK1 afeta o PLCE1, os pesquisadores realizaram experimentos usando linhagens de células cancerígenas. Eles aumentaram a quantidade de TAK1 nessas células e observaram os efeitos na migração e invasão celular. Testes como o ensaio de transwell e o ensaio de cicatrização mostraram que níveis mais altos de TAK1 resultaram em menos movimento das células cancerígenas, indicando seu papel na repressão da invasão.
Além disso, quando os níveis de TAK1 foram diminuídos, o efeito oposto foi observado: as células se tornaram mais móveis, sugerindo que o TAK1 é essencial para manter as células tumorais no lugar.
O Mecanismo por trás das Interações TAK1 e PLCE1
Sabe-se que o TAK1 fosforila o PLCE1, e essa modificação parece ser crucial na regulação da atividade do PLCE1. Quando o PLCE1 é fosforilado pelo TAK1, sua atividade enzimática diminui. Essa redução na atividade leva a níveis mais baixos de moléculas de sinalização que promovem o movimento celular, como o trifosfato de inositol (IP3) e o diacilglicerol (DAG).
Tanto o IP3 quanto o DAG são vitais para a ativação da PKC, uma proteína que desempenha um papel significativo na promoção da migração e invasão das células cancerígenas. Quando o TAK1 fosforila o PLCE1, os efeitos a jusante resultam em menos atividade da PKC, o que, por sua vez, estabiliza a proteína β-Catenina, um regulador chave no processo de transição epitelial-mesenquimal (EMT).
O processo de EMT é crucial na biologia do câncer, pois permite que as células cancerígenas adquiram a capacidade de se mover, invadir tecidos circundantes e contribuir para a metástase. Ao aumentar os marcadores epiteliais e diminuir os marcadores mesenquimatos devido à influência do TAK1, o potencial para a propagação do câncer é reduzido.
Evidências de Experimentos
Em ambientes laboratoriais, quando os níveis de PLCE1 foram artificialmente elevados em células cancerígenas, um aumento na migração e invasão celular foi notado. Por outro lado, reduzir os níveis de PLCE1 por meio de tratamentos específicos com siRNA inibiu o movimento, mostrando o papel crucial do PLCE1 em promover a disseminação do câncer.
Os pesquisadores também observaram que quando o TAK1 estava ativo, ele contrabalançava os efeitos do PLCE1, reduzindo a mobilidade e a invasão das células cancerígenas. Isso foi demonstrado através de vários ensaios que mediram quão longe e quão rapidamente as células podiam se mover.
Estudos In Vivo
Para validar ainda mais essas descobertas, estudos em modelos animais foram realizados, onde células tumorais foram injetadas em camundongos. Esses camundongos foram tratados com um inibidor do TAK1 chamado Takinib para avaliar os efeitos na propagação do tumor. Os resultados indicaram que inibir o TAK1 levou a um aumento na metástase das células cancerígenas nos pulmões dos camundongos tratados em comparação aos controles.
Da mesma forma, quando os camundongos foram injetados com células cancerígenas que tinham baixos níveis de PLCE1, houve menos nódulos metastáticos em seus pulmões, confirmando que o PLCE1 realmente facilita a propagação do carcinoma escamoso do esôfago.
Conclusão
O TAK1 desempenha um papel crítico como um regulador negativo da migração e invasão celular no carcinoma escamoso do esôfago. Ao fosforilar o PLCE1, o TAK1 inibe sua atividade, levando a níveis reduzidos de moléculas de sinalização que promovem a disseminação do câncer. Essa interação entre TAK1 e PLCE1 revela uma nova compreensão de como essas proteínas influenciam o comportamento do tumor e destacam potenciais alvos para o desenvolvimento de terapias destinadas ao tratamento do câncer de esôfago.
O trabalho enfatiza a importância de explorar ainda mais essas vias moleculares, pois entender os mecanismos que impulsionam a metástase do câncer pode levar a melhores estratégias de prevenção e tratamento. TAK1 e PLCE1 representam alvos promissores para o desenvolvimento de novos tratamentos para combater o carcinoma escamoso do esôfago e potencialmente outras malignidades também.
Título: TAK1-mediated phosphorylation of PLCE1 represses PIP2 hydrolysis to impede esophageal squamous cancer metastasis
Resumo: TAK1 is a serine/threonine protein kinase that is a key regulator in a wide variety of cellular processes. However, the functions and mechanisms involved in cancer metastasis are still not well understood. Here, we found that TAK1 knockdown promoted esophageal squamous cancer cell (ESCC) migration and invasion, whereas TAK1 overexpression resulted in the opposite outcome. These in vitro findings were recapitulated in vivo in a xenograft metastatic mouse model. Mechanistically, co-immunoprecipitation and mass spectrometry demonstrated that TAK1 interacted with phospholipase C epsilon 1 (PLCE1), and phosphorylated PLCE1 at serine 1060 (S1060). Functional studies revealed that phosphorylation at S1060 in PLCE1 resulted in decreased enzyme activity, leading to the repression of PIP2 hydrolysis. As a result, the degradation products of PIP2 including diacylglycerol (DAG) and inositol IP3 were reduced, which thereby suppressed signal transduction in the axis of PKC/GSK-3{beta}/{beta}-Catenin. Consequently, expression of cancer metastasis-related genes was impeded by TAK1. Overall, our data indicate that TAK1 plays a negative role in ESCC metastasis, which depends on the TAK1 induced phosphorylation of PLCE1 at S1060.
Autores: Cheng Sun, Q. Ju, W. Sheng, M. Zhang, J. Chen, L. Wu, X. Liu, W. Fang, H. Shi
Última atualização: 2024-07-12 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.22.586256
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.22.586256.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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