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Título

Función de la via de señalización Wnt en la proliferación, diferenciación y transformación celular tiroidea

AutorSastre-Perona, Ana
DirectorSantisteban, Pilar
Fecha de publicación2013
EditorUniversidad Autónoma de Madrid
Resumen[ES]: El tiroides es el encargado de la producción de las hormonas tiroideas. Las células tiroideas diferenciadas expresan los factores de transcripción Nkx2-1, FoxE1 y Pax8 que son los responsables de la expresión de los genes específicos tiroideos como es el simportador de sodio/iodo (NIS). Los tiroicitos son células de crecimiento lento, pero precisan de la hormona tirotropa (TSH) y del IGF1 para su correcta proliferación. Se ha relacionado a la vía Wnt/βcatenina (βcat) con el crecimiento de los tirocitos, debido a que la inhibición de GSK3β lleva a un aumento de su proliferación. Además se ha relacionado la activación de la vía Wnt con estadios tardíos de la progresión del cáncer de tiroides. Por este motivo decidimos analizar el estado de dicha vía en respuesta a TSH e IGF1, así como su activación en células tumorales tiroideas. Hemos demostrado que tanto TSH como IGF1 inducen un aumento de los niveles de βcat nuclear, distintivo de la activación de la vía Wnt, aumentando su actividad transcripcional. Este efecto fue inducido de dos formas, (i) inhibiendo la actividad de GSK3β y (ii) fosforilando la βcat en las S552 y 675. La acumulación nuclear de βcat, inducida por TSH e IGF1, resultó en un aumento de la proliferación celular, ya que la inhibición de la actividad de βcat redujo marcadamente la expresión de ciclinaD1 y la síntesis de DNA en respuesta estos factores de crecimiento. Además, βcat está involucrada en la diferenciación celular tiroidea ya que demostramos que regula la expresión de Pax8 en respuesta a TSH. Aún más, βcat interacciona físicamente con Pax8, aumentando su actividad transcripcional sobre el promotor de NIS. Se ha descrito la activación aberrante de la vía Wnt/βcat como un evento tardío en el proceso de transformación tiroidea, afectando a los tumores tiroideos mas desdiferenciados. Sin embargo, recientes publicaciones han demostrado la implicación de esta vía en estadios más tempranos de la carcinogénesis tiroidea. En este trabajo estudiamos la activación de la vía Wnt en células tumorales en respuesta a mutaciones en RAS (H/N/K), BRAF y deleciones en PTEN, alteraciones genéticas involucradas en la iniciación del cáncer de tiroides. La expresión del oncogén HRAS en células tiroideas, pero no la de BRAF, indujo la inhibición de GSK3β y la acumulación de βcat en el núcleo, aumentando la actividad transcripcional dependiente de βcat a través de su fosforilación en la S552. Además observamos un efecto similar en varias células tumorales tiroideas humanas que contenían mutaciones en RAS y deleciones en PTEN. De acuerdo con los datos obtenidos con el oncogen HRAS, la regulación de estos procesos fue dependiente de la actividad de PI3K/Akt, pero no de las MAPK, indicando un papel diferencial de estas vías en la regulación de βcat. El silenciamiento de la expresión de βcat en estas células indujo una reducción drástica de la proliferación celular, que fue debida a la inducción de senescencia y que se correlacionó con una disminución del crecimiento tumoral en ratones inmunodeprimidos. La inhibición de la expresión de βcat además, indujo una transición mesénquima-epitelio, disminuyendo la capacidad invasiva de las células tumorales. En conjunto esta tesis demuestra que TSH e IGF1 controlan la actividad de βcat a distintos niveles resultando en la proliferación y diferenciación de las células tiroideas. Además, describimos un mecanismo innovador de estabilización de βcat en células tumorales tiroideas, dependiente de la actividad de Akt, pero no de MAPK, confirmando que βcat tiene un papel funcional en las células de cáncer de tiroides, controlando la proliferación celular y la transición epiteliomesénquima.
[EN]: The thyroid is responsible for thyroid hormones production. Differentiated thyroid cells express the transcription factors NKx2-1, FoxE1 and Pax8 that are responsible for thyroid specific gene expression such as the sodium iodide symporter (NIS). The thyrocytes are low proliferating cells that required thyrotropin (TSH) and IGF1 for them to proliferate. The Wnt/βcatenin (βcat) pathway has been related with thyroid cell growth, since the inhibition of GSK3β leads to increased cell proliferation. Also the activation of the Wnt pathway has been involved in late stages of thyroid cancer progression. For these reason in this work we decided to analyze the status of this pathway in response to TSH and IGF1 as well as to characterize its activation in thyroid tumoral cells. We have shown that both TSH and IGF1 lead to an increase in βcat nuclear levels, a hallmark of the Wnt/βcat pathway activation, increasing its transcriptional activity. This effect was induced in two ways, (i) inhibiting GSK3β activity and (ii) phosphorylating βcat at S552 and 675. The high accumulation of nuclear βcat induced by TSH and IGF1 mediates cell proliferation, because when the βcat activation was abolished, levels of cyclinD1 and DNA synthesis, in response to the two growth factors, were dramatically reduced. In addition, βcat is involved in thyroid cell differentiation as we found that it mediates Pax8 expression in response to TSH. Even more, βcat interacts physically with Pax8 increasing its transcriptional activity over NIS promoter. Aberrant activation of the Wnt/βcat pathway has been described as a late event in the thyroid cell transformation affecting to the most undifferentiated thyroid tumors. Nevertheless, increasing evidence has shown the involvement of this pathway in the earliest stages of thyroid tumor progression. Here we study the activation of the Wnt pathway in tumor cells carrying RAS (H/N/K) and BRAF mutations and PTEN deletions, genetic events that are known to be involved in thyroid cancer initiation. Expression of HRAS, but not BRAF in thyroid cells, induced GSK3β inhibition and βcat nuclear accumulation increasing the βcat-dependent transcriptional activity through its phosphorylation at S552. We also found similar results in several human thyroid tumor cells carrying RAS mutations and PTEN deletion. In agreement with the data obtained with HRAS mutation, the regulation of these processes was dependent on PI3K/Akt activity, but not on MAPK, indicating a differential role of these signaling pathways in bcat regulation. Knockdown of βcat expression in these cells leads to a dramatic reduction in cell proliferation, that is due to an induction of senescence, and which correlates with a reduction in tumor formation in nude mice. Silencing of βcat also induces mesenchymal-epithelial transition, decreasing the invasive capacity of the tumor cells. Altogether this thesis demonstrates that TSH and IGF1 control βcat activity at different levels resulting in thyroid cell proliferation and differentiation. Furthermore, it describes a novel mechanism of βcat stabilization in thyroid tumor cells, dependent on Akt activity but not on MAPK, confirming that bcat has a functional role in thyroid cancer cells, controlling cell proliferation and epithelial- mesenchymal transition.
DescripciónMemoria que presenta la licenciada en Bioquímica, Ana María Sastre Perona, para optar al grado de Doctor por la Universidad Autónoma de Madrid (Departamento de Bioquímica-Facultad de Medicina) y realizada en el Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols del CSIC.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/125996
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