FUNCTIONAL ANALYSIS OF Gα15 EXPRESSION IN PANCREATIC CANCER

Il tumore al pancreas ( PaCa ) è la quarta causa di morte per cancro negli Stati Uniti con un tasso complessivo di sopravvivenza a 5 anni del 3-5 % che porta a una stima di 227.000 morti all'anno in tutto il mondo. Ad oggi non sono disponibili terapie efficaci. La chirurgia è l'unico trattamento potenzialmente curativo; tuttavia poiché la maggior parte delle lesioni sono tardivamente diagnosticate esso si traduce in un trattamento palliativo nella maggior parte dei casi. Pertanto, l'identificazione di nuovi fattori coinvolti nel processo di tumorigenesi potrebbe contribuire a chiarire la biologia molecolare del cancro del pancreas e ad individuare nuovi marcatori e/o target farmacologici. G15 è una proteina G eterotrimerica con la sua subunità α appartenente alla famiglia Gαq/11. Nei tessuti adulti Gα15 è selettivamente espressa in tipi cellulari immaturi che presentano maggiori potenzialità di rinnovamento cellulare. Gα15 si accoppia promiscuamente ad un'ampia varietà di recettori accoppiati a proteine G (GPCR ) associati alla fosfolipasi C e mostra un'eccezionale resistenza al meccanismo della desensitizzazione β-arrestina dipendente. Sulla base delle caratteristiche peculiari di Gα15 abbiamo ipotizzato che la proteina potrebbe favorire la crescita tumorale se espressa al di fuori del suo contesto cellulare. La nostra attenzione è stata rivolta all'espressione nel PaCa alla luce dei risultati preliminari che hanno evidenziato un' espressione significativa di Gα15 in biopsie umane di PaCa xenotrapiantate in topi. Nella presente tesi dimostriamo che Gα15 non è espresso nel pancreas normale. Uno screening di diverse linee cellulari di PaCa mediante analisi PCR basata su TaqMan hanno dimostrato l'espressione ectopica di trascritti di mRNA di Gα15 in un significativo gruppo di linee cellulari. Tali risultati sono stati ulteriormente confermati mediante immunoblot . Inoltre, Gα15 supporta la stimolazione di PKD1 poiché la sua deplezione in linee cellulari di PaCa riduce l'attivazione tonica di PKD1. In aggiunta, la sua deplezione inibisce notevolmente la resistenza alla mancanza di sostanze nutritive e la crescita ancoraggio-indipendente . Sulla base del fatto che l'endoderma embrionale dà origine a tutto il tubo digerente, l'espressione ectopica di Gα15 è stata studiata anche nelle neoplasie neuroendocrine del piccolo intestino. I risultati emersi nel PaCa sono stati confermati anche in queste neoplasie. Solo un sottoinsieme di campioni tumorali dei pazienti e linee cellulari di neoplasie neuroendocrine del piccolo intestino esprime Gα15 che è assente nella mucosa normale e nelle cellule enterocromaffini normali. E' stato anche dimostrato che un maggior livello di espressione di Gα15 potrebbe essere predittivo di una peggiore sopravvivenza. Nel loro insieme , i nostri risultati suggeriscono che Gα15 supporta la trasformazione neoplastica nel pancreas e, eventualmente, in altri organi del tratto digestivo e quindi potrebbe offrire un nuovo potenziale bersaglio per la terapia del PaCa.

Pancreatic cancer (PaCa) is the fourth leading cause of cancer death in the USA with overall 5-year survival rate of only 3-5% that leads to an estimated 227000 deaths per year worldwide. To date no effective therapies are available. Surgery is the only potentially curative treatment; however because the majority of lesions are lately diagnosed it results in a palliative treatment in the majority of cases. Therefore, the identification of new factors involved in the tumorigenesis process could help to enlighten the molecular biology of pancreatic cancer and to identify new marker and/or pharmacological target. G15 is a heterotrimeric G protein with its α subunit belonging to the Gαq/11 family. In adult tissues it is selectively expressed in immature cell lineages that feature higher cell renewal potential. It promiscuously couples a wide variety of G protein-coupled receptors (GPCRs) to phospholipase C and shows an exceptional resistance to β-arrestin desensitization. Based on the peculiar characteristics of Gα15, we hypothesized that it might promote tumour growth if expressed out of its natural cell context. Our attention has been drawn toward PaCa since previous results revealed significant expression of Gα15 in human tumour PaCa biopsies xenografted in mice. Here we show that Gα15 is not expressed in normal pancreas. A screening of several PaCa cell lines by TaqMan PCR analysis demonstrated ectopic expression of Gα15 mRNA in a significant subset of cases, as confirmed also by immunoblot. Moreover, Gα15 supports stimulation of PKD1 since its depletion in PaCa cell lines reduced the tonic activation of PKD1. In addition, its depletion dramatically inhibited resistance to the lack of nutrients and anchorage-independent growth. Based on the fact that embryonic endoderm gives rise to the whole digestive tube, Gα15 ectopic expression was investigated also in small intestinal neuroendocrine neoplasia (SI-NENs). The results emerged for PaCa were confirmed also in SI-NENs: only a subset of patient tumour samples and SI-NENs cell lines expressed Gα15 that is absent in normal mucosa and normal enterochromaffin cells. Moreover, a higher Gα15 expression could be predictive of a worse survival. Taken together, our findings suggest that Gα15 supports neoplastic transformation in pancreas and possibly in other organs of the digestive tract and therefore could offer novel potential target for the therapy of PaCa.