Μοριακός μηχανισμός απευαισθητοποίησης μελανοκυττάρων στην κυτταροστατική δράση του αυξητικού παράγοντα μετασχηματισμού β (Transforming Growth Factor β, TGF-β) κατά την καρκινογένεση: στόχος φαρμακολογικής παρέμβασης στη θεραπεία του μελανώματος

Abstract

Carcinogenesis is likely to result from the production of autocrine growth factors, as well as from loss of response to polypeptide growth inhibitors. TGF-β inhibits the proliferation of normal cells, whereas the loss of its cytostatic action during carcinogenesis can occur either through gene mutations or absence of TGF-β receptors, or perturbation of the Smad signaling pathway. Cancer cells that have lost TGF-β responses become more aggressive. The TGF-β acts as a ligand, which assembles membrane receptor complexes that subsequently activate Smad proteins, which form transcriptional complexes that control gene expression. Smad proteins interact with various cofactors that bind to DNA, and form complexes with specific target genes. In malignant melanoma, the mechanism that leads to the repression of the antiproliferative effect of TGF-β remains largely unknown. The tumor promoting phorbol esters act mainly on protein kinase C (PKC), an enzyme that participates in melanocyte signal transduction and is involved in the process of melanocyte carcinogenesis. In the present investigation, we observed the complete abolishment of the cytostatic action of TGF-β in melanocytes and melanoma cells after exposure to 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA), a tumor promoting phorbol ester. This was associated with downregulation of several PKC isoforms. Also, Smad-dependent transcriptional activity was suppressed in TPA-treated melanocytes. Using specialized PKC inhibitors and a PKCα antisense oligonucleotide, we concluded that the PKCα isoenzyme is an important component of the TGF-β/Smad signaling pathway in melanocytes. PKCα, using suitable enzyme modifiers, may become a target for therapeutic intervention in melanoma.

Η καρκινογένεση είναι πιθανόν να είναι αποτέλεσμα τόσο της αυξημένης παραγωγής και ανταπόκρισης των κυττάρων σε αυτοκρινείς μιτογόνους παράγοντες, όσο και της απώλειας ανταπόκρισης τους σε πολυπεπτιδιακούς ανασταλτικούς παράγοντες. Ο TGF-β αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό των φυσιολογικών κυττάρων, ενώ η απώλεια της κυτταροστατικής του δράσης κατά την καρκινογένεση μπορεί να συμβεί μέσω γονιδιακής μετάλλαξης ή απουσίας των TGF-β υποδοχέων, ή μέσω διαταραχών του σηματοδοτικού μηχανισμού των Smad. Τα καρκινικά κύτταρα που έχουν χάσει αυτές τις αποκρίσεις μπορεί να γίνουν πιο επιθετικά. Ο TGF-β δρα ως σύνδεσμος, ο οποίος συναρμολογεί σύμπλοκα μεμβρανικών υποδοχέων που ενεργοποιούν πρωτεΐνες Smad, οι οποίες ακολούθως σχηματίζουν μεταγραφικά σύμπλοκα τα οποία ελέγχουν την γονιδιακή έκφραση. Οι πρωτεΐνες Smad αλληλεπιδρούν και με διάφορους συμπαράγοντες που συνδέονται με το DNA, και οι οποίοι καθοδηγούν το σχηματιζόμενο σύμπλοκο στα συγκεκριμένα γονίδια στόχους. Στο κακοήθες μελάνωμα τα γεγονότα τα οποία οδηγούν στην καταστολή της αντι-πολλαπλασιαστικής δράσης του TGF-β παραμένουν μέχρι σήμερα άγνωστα. Οι καρκινογόνοι εστέρες φορβόλης έχουν σαν κύριο ενδοκυττάριο στόχο την πρωτεϊνική κινάση C (PKC), ένα ένζυμο που συμμετέχει στην ενδοκυττάρια μετάδοση σήματος σε μελανοκύτταρα και εμπλέκεται στη διαδικασία καρκινογένεσης των μελανοκυττάρων. Στην παρούσα μελέτη, διαπιστώθηκε η αναστολή της κυτταροστατικής δράσης του TGF-β σε μελανοκύτταρα και μελανωματικά κύτταρα που είχαν εκτεθεί στον 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA), έναν εστέρα της φορβόλης που επάγει όγκους. Η αναστολή αυτή συσχετίστηκε με τη μειορρύθμιση διακριτών PKC ισομορφών. Επίσης παρατηρήθηκε μείωση της Smad-εξαρτώμενης μεταγραφικής δραστηριότητας σε μελανοκύτταρα που είχαν εκτεθεί σε TPA. Χρησιμοποιώντας εξειδικευμένους PKC αναστολείς και PKCα αντινοηματικά ολιγονουκλεοτίδια δείξαμε ότι η PKCα ισομορφή αποτελεί σημαντικό τμήμα του TGF-β/Smad σηματοδοτικού μονοπατιού στα μελανοκύτταρα. Η PKCα, με χρήση κατάλληλων ενζυμικών τροποποιητών ενδεχόμενα να αποτελέσει σημείο παρέμβασης για τη θεραπεία του μελανώματος.