Sterol Regulatory Element Binding Proteins (SREPB)

Emergenti evidenze identificano le proteine SREBP come TFs deputate al controllo del metabolismo lipidico attraverso un link tra il signaling oncogenico e il

metabolismo tumorale. È dimostrato che il fenotipo lipogenico rappresenta una delle principali caratteristiche delle cellule tumorali, poiché esiste una cospicua richiesta di lipidi nei rapidi processi di proliferazione tumorale (Menendez & Lupu, 2007). Inoltre, come descritto in precedenza, i fosfolipidi e il colesterolo sono i componenti principali delle membrane cellulari, a tal fine è necessario studiare la regolazione del metabolismo lipidico focalizzato nel controllo delle vie di segnalazione che coordinano il metabolismo di glucosio, glutammina e sintesi lipidica. Recentemente è stato dimostrato come SREPB sia implicato nel controllo della lipogenesi nell’attivazione della tumorigenesi, nello specifico, il suo ruolo nella sintesi degli Acidi Grassi saturi e insaturi, nel metabolismo del glucosio, e nell’endocitosi di lipoproteine a bassa densità (LDL).

Le proteine SREPB hanno tre domini funzionali: una porzione amino-terminale (68kDa) con la funzione di fattore trascrizionale; una regione centrale con due domini transmembrana legati da un dominio nel lume del Reticolo Endoplasmatico (RE); una porzione carbossi-terminale che regola l’attività della proteina che interagisce con SCAP (Brown & Goldstein, 1997; DeBose-Boyd et al., 1999; Moon et al., 2012; Nohturfft, DeBose-Boyd, Scheek, Goldstein, & Brown, 1999; Williams et al., 2013; Ye & DeBose-Boyd, 2011). SREPB presenta tre isoforme: SREPB1a, SREBP1c, e SREPB2. Le isoforme sono codificate da geni diversi, attivano conseguentemente differenti geni target, e la loro espressione viene regolata indipendentemente a diversi livelli (Hua, Wu, Goldstein, Brown, & Hobbs, 1995).

Le proteine SREPB sono localizzate nel RE e sono sintetizzate come precursori aventi peso molecolare 125 kDa. Il precursore è trasportato al Golgi da una proteina Chaperone, per essere clivato da una proteasi e ottenere la forma trascrizionalmente attiva o matura (peso molecolare 68 kDa). Numerosi studi hanno dimostrato che la presenza della proteina matura è controllata dai livelli d’insulina, di glucosio, dagli acidi grassi polinsaturi (PUFA) e dai livelli di ossisteroli. Recentemente, è stato dimostrato che l’inibizione della sintesi del colesterolo non sia dovuta al colesterolo stesso, ma una molecola di ossisterolo derivante dall’ossidazione degli steroli. I geni SREBP sono fattori trascrizionali helix-loop-helix che attivano i gene target aventi uno Sterol Regulatory Element (SRE) (Chatterjee et al., 2009; Y. Li et al., 2016; Shimano, 2001; Shimano et al., 1997; Shimomura et al., 1999). SREPB1 riveste un ruolo cruciale nel signaling

oncogenico e nel metabolismo delle cellule tumorali poiché regola il pathway della sintesi de novo degli acidi grassi, in cui sono implicati gli enzimi ACL, ACC e FASN. Numerosi studi riportano l’associazione tra l’over-espressione di SREBP1 ed alterazioni e caratteristiche di malignità, come avviene nel carcinoma dell’endometrio, della prostata, nell’epatocarcinoma e nel glioblastoma (Guo et al., 2014; C. Li et al., 2014). In linee cellulari di carcinoma ovarico il knockdown di SREPB1 è associato ad inibizione della crescita cellulare, migrazione ed invasività, inoltre induce le apoptosi cellulare (Y. C. Kim, Gomez, Fox, & Ntambi, 2000; Nie et al., 2013; J M Ntambi, 1999; Tabor, Kim, Spiegelman, & Edwards, 1999).

1.4.2 MYC

Il gene MYC codifica per una proteina che si lega a sequenze di DNA appartenenti al dominio di diversi geni. Il prodotto genico di MYC agisce da protooncogene, infatti la traslocazione del cromosoma 8 (t 8:14) è implicata nell’insorgenza del Linfoma di Burkitt. In molte neoplasie MYC viene costitutivamente espresso e rappresenta uno degli oncogeni più frequentemente attivati nei tumori umani, poiché è coinvolto in molti processi cellulari come apoptosi, proliferazione, adesione cellulare, segnalazione cellulare, e trasformazione cellulare (Hsieh et al., 2015; Majello & Perini, 2014; Jialiang Wang et al., 2008). Il dominio amino-terminale di c-MYC contiene tre sequenze altamente conservate fondamentali per la stabilità della proteina, per le interazioni con altre molecole, per l’attivazione o repressione trascrizionale dei geni target. Inoltre, presenta un dominio di transattivazione o TAD, in cui avviene l’interazione tra c-MYC e le proteine essenziali al rimodellamento cromatinico, che gli permette di avere un ruolo a livello epigenetico sui geni target (Lüscher & Larsson, 1999). La porzione carbossi-terminale è costituita da un dominio helix- loop-helix-leucine zipper (HLH-LZ) importante per la dimerizzazione con altre proteine con lo stesso motivo. c-MYC, mediante un complesso etero-dimerico con la proteina MAX, attiva trascrizionalmente molti geni target tramite il riconoscimento di E-boxes sulle regioni promotrici.

I geni target di c-MYC sono coinvolti nel ciclo cellulare, nel metabolismo, nella sintesi proteica, in fenomeni di farmacoresistenza di numerosi chemioterapici in diversi tumori umani (Blackwood & Eisenman, 1991; Gatti et al., 2009). Il proto-

specifico nella regolazione delle chinasi dipendenti dalla ciclina G1, poiché la sua trascrizione genica è rapidamente indotta dalla stimolazione miogenica, e al contrario, risulta essere poco presente nelle cellule quiescenti. La presenza di c- MYC è versatile e specifica per tipologia tumorale, studi effettuati su modelli transgenici sostengono che la riattivazione di c-MYC, dopo la distruzione transitoria, è in grado di ripristinare la crescita tumorale sostenendo l’attivazione delle CSCs dormienti (Arvanitis & Felsher, 2006). Tuttavia, la riattivazione delle cellule tumorali può avvenire anche in assenza di c-MYC, suggerendo che le CSCs potrebbero aver accumulato mutazioni aggiuntive per compensare la perdita del proto-oncogene (Dolezal et al., 2017; Jialiang Wang et al., 2008; Y. Wu et al., 2016). Recenti lavori basati su altri modelli tumorali dimostrano che l’espressione di c-MYC altera la proliferazione cellulare e la senescenza indotta. I modelli descritti possono rappresentare l’effetto della perdita di c-MYC in popolazioni cellulari omogenee, in particolare, in modelli geneticamente modificati guidati dall’induzione della sua espressione (Trop-Steinberg & Azar, 2018; Jialiang Wang et al., 2008; C.-H. Wu et al., 2007). I primi studi hanno riportano il coinvolgimento di c-MYC nel metabolismo lipidico, ossia, nella regolazione della lattato deidrogenesi A (LDHA) che converte il piruvato in lattato nei processi di glicolisi. Successivamente è stato dimostrato che c-MYC, attraverso la sua up-regolazione, contribuisca direttamente all’effetto Warburg (glicolisi aerobica), e alle capacità delle cellule neoplastiche di convertire il glucosio in piruvato, in presenza di un’adeguata tensione di ossigeno (Hsieh et al., 2015). Recenti studi mostrano che le alterazioni del metabolismo del glucosio e glutammina correlate alla tumorigenesi sono influenzate fortemente dall’espressione di c-MYC. In particolare, il metabolismo ipossico della glutammina c-MYC-dipendente, anche in assenza di glucosio, suggerisce l’influenza della sua espressione. Infatti, nei processi di trasformazione neoplastica, l’overespressione di c-MYC è concomitante alla conversione del glucosio a lattato e all’ossidazione della glutammina nel ciclo di Krebs. In condizioni d’ipossia, con elevati livelli di c-MYC, una sostanziale frazione di glucosio è convertita in lattato e la glutammina continua ad essere metabolizzata dal ciclo di Krebs, usato per la sopravvivenza cellulare (Hsieh et al., 2015; Le et al., 2012).