Transizione Epitelio-Mesenchimale (EMT)

Transizione Epitelio-Mesenchimale (EMT)

• La EMT è un processo che caratterizza le prime fasi di alterazione fenotipica di una cellula trasformata.
• Durante la EMT, le cellule perdono le caratteristiche del tessuto di appartenenza e si sdifferenziano.
• La EMT porta alla perdita dell'inibizione da contatto e le cellule acquisiscono caratteristiche simili a quelle dei fibroblasti, diventando fusiformi e tipiche del mesenchima.
• Le cellule epiteliali hanno giunzioni aderenti, tight e desmosomi, mentre le cellule mesenchimali hanno una distribuzione di proteine di superficie diversa e non formano giunzioni stabili, perdendo la polarizzazione basale e apicale.
• Le cellule mesenchimali producono enzimi che degradano la matrice extracellulare.
• La EMT comporta la perdita delle giunzioni tight, dei microvilli e dei desmosomi, e l'espressione di marker tipici delle cellule mesenchimali come vimentina, N-caderina e fibronectina.
• Le cellule mesenchimali acquisiscono capacità migratorie e invasive, grazie alla produzione di metalloproteinasi che degradano la membrana plasmatica.
• Esistono tre tipi di EMT: embrionale, cicatrizzazione e progressione cancerosa.
• La EMT nel cancro porta alla progressione da carcinoma in situ a carcinoma invasivo e metastatico.

Fattori che inducono la EMT

• Infiammazione
• Fattori di crescita con recettori tirosin-chinasici
• TGF-β
• TNF
• Integrine
• Segnale Wnt

Vie di segnalazione nella EMT

• L'infiammazione attiva STAT3 e NF-kb, che possono essere anche attivati da recettori tirosin-chinasici e TGF-β.
• NF-kb può essere attivato anche dalla cascata delle chinasi.
• TGF-β attiva il recettore dimerico, che porta alla fosforilazione delle proteine SMAD2 e SMAD3, che poi attivano SMAD4, un fattore di trascrizione.
• TNF attiva la via canonica di NF-kb.
• Le integrine attivano NF-kb e AKT, che inibisce GSK-3β, un inibitore della β-catenina, permettendo la traslocazione di β-catenina nel nucleo.
• I segnali esterni attivano processi trascrizionali che coinvolgono geni come Zeb1/2 o LEF/1 e controllano l'espressione di caderina, indispensabile per le giunzioni tra cellule.

Telomeri e Instabilità Genomica

• Le cellule tumorali sono immortali grazie all'attivazione della telomerasi, un enzima normalmente presente nelle cellule staminali proliferanti.
• I telomeri sono sequenze non codificanti alle estremità dei cromosomi che proteggono il materiale genetico.
• I telomeri si accorciano ad ogni divisione cellulare e, quando raggiungono una lunghezza critica, attivano il processo di apoptosi.
• L'attivazione precoce della telomerasi durante l'accorciamento dei telomeri può essere un meccanismo fisiologico.
• L'attivazione tardiva della telomerasi può verificarsi in caso di mutazioni dei sistemi di riparo del DNA o di non funzionalita' di p53.
• Le cellule che hanno superato il limite di Hayflick entrano in crisi e possono essere attivate dalla telomerasi, portando alla instabilità genomica e alla formazione di cellule tumorali immortali.

Via di Segnalazione del TGF-beta

• Il TGF-beta attiva due vie di segnalazione: canonica e non canonica.
• La via canonica del TGF-beta porta alla fosforilazione di SMAD2/SMAD3 e alla loro interazione con SMAD4, formando un complesso che attiva la trascrizione di geni che controllano la proliferazione e la sopravvivenza cellulare.
• La via non canonica attiva RAS, che attiva la cascata delle MAP chinasi, con conseguente attivazione di fattori di trascrizione della famiglia AP1, che regolano la trascrizione di geni coinvolti nella proliferazione, sopravvivenza e EMT.
• La via non canonica attira anche MAP3K7, che regolano la trascrizione di geni coinvolti nella proliferazione, angiogenesi e metastatizzazione.
• La via non canonica attiva anche RhoA, che influenza l'organizzazione delle fibre stress.
• La via non canonica attiva anche TRAF4/TRAF6, che attivano NF-KB, con conseguente trascrizione di geni coinvolti nella sopravvivenza cellulare e nell'infiammazione.
• La via non canonica attiva anche PI3K, che attiva AKT, che poi attiva mTOR e la S6-chinasi, aumentando la sintesi proteica.

Via di Segnalazione AKT

• AKT, attraverso la fosforilazione di mTOR, attiva p70SK e S6K, che a loro volta aumentano la sintesi proteica.
• mTOR attiva il fattore inducibile dell'ipossia, che attiva la trascrizione del VEGF.
• AKT fosforila GSK3, che stabilizza la beta-catenina, permettendo la sua traslocazione nel nucleo e l'attivazione della trascrizione di geni coinvolti nella proliferazione cellulare.
• AKT induce la degradazione di inibitori delle cicline chinasi, come p21 e p27, promuovendo la proliferazione cellulare.

Via di Segnalazione WNT/beta-catenina

• WNT è un fattore di crescita che attiva la via di segnalazione WNT/beta-catenina.
• In assenza di WNT, APC controlla negativamente la beta-catenina, legandola a GSK3β.
• Quando WNT è presente, si forma un complesso con i recettori LPR5/6 e FZD, che attiva la proteina DVL, liberando la beta-catenina dal controllo di APC e permettendo la sua traslocazione nel nucleo, dove attiva la trascrizione di geni coinvolti nella proliferazione cellulare.
• Alterazioni dei recettori WNT o di APC portano alla continua attivazione della via di segnalazione WNT/beta-catenina, promuovendo la proliferazione cellulare.