Role of ICI-182,780 as a Repurposed Drug to reduce Glioblastoma Stemness sustained by Estrogen signaling: First evidence of GLI-1 as co-activator of ERα

Il glioblastoma è la forma più aggressiva e letale di tumore cerebrale primario negli adulti. Anche con i migliori trattamenti attuali, che combinano chirurgia, radioterapia e chemioterapia, la malattia ritorna quasi sempre e i tassi di sopravvivenza rimangono tragicamente bassi. Una delle ragioni principali di questo fallimento risiede in un piccolo gruppo di cellule all'interno del tumore note come cellule staminali del glioblastoma. Queste cellule agiscono come un serbatoio resiliente; possono sopravvivere alle terapie standard, rigenerare il tumore e guidare la capacità del cancro di diffondersi e resistere al trattamento. Per anni, gli scienziati hanno cercato gli specifici interruttori molecolari che mantengono queste pericolose cellule staminali vive e attive, sperando di trovare un modo per spegnerle.

Ricerche recenti hanno iniziato a connettere due distinti sistemi biologici che precedentemente si pensava operassero separatamente nel cervello. Un sistema coinvolge il sistema renina-angiotensina, una rete di proteine e recettori nota principalmente per la regolazione della pressione sanguigna, ma presente anche localmente nel cervello, dove può influenzare la crescita cellulare. L'altro coinvolge la segnalazione dell'estrogeno, la via attraverso la quale l'ormone estrogeno influenza le cellule. Sebbene l'estrogeno sia spesso associato alla salute riproduttiva, esso gioca anche un ruolo nel modo in cui determinati tumori cerebrali si comportano. La domanda che i ricercatori si sono posti era se questi due sistemi si parlassero tra loro per alimentare la crescita delle cellule staminali del glioblastoma e se, in tal caso, bloccare questa conversazione potesse offrire un nuovo modo per trattare la malattia.

Un team di scienziati dell'Università della Calabria e dell'Università Magna Graecia di Catanzaro, in Italia, si è posto l'obiettivo di investigare esattamente questa connessione. Si sono concentrati su una specifica molecola chiamata Angiotensina II, che fa parte del sistema della pressione sanguigna, e si sono chiesti se questa aiuti le cellule staminali del glioblastoma a sopravvivere "dirottando" la segnalazione dell'estrogeno. Per testare ciò, hanno utilizzato cellule di glioblastoma umano coltivate in laboratorio, inclusi cluster specializzati di cellule staminali che mimano il comportamento del tumore più da vicino rispetto alle normali colture cellulari piatte. Hanno esposto queste cellule all'Angiotensina II e hanno osservato come le cellule rispondessero, testando contemporaneamente se un farmaco progettato per distruggere i recettori degli estrogeni potesse interrompere il processo.

I ricercatori hanno scoperto che l'Angiotensina II innesca effettivamente una reazione a catena che porta all'attivazione dei recettori degli estrogeni sulla superficie delle cellule tumorali. Questa attivazione avvia una rapida cascata di segnalazione all'interno della cellula, coinvolgendo una via nota come PI3K/AKT, che è un percorso comune utilizzato dalle cellule per crescere e sopravvivere. Fondamentalmente, il team ha scoperto che questo segnale guidato dagli estrogeni porta all'attivazione di una proteina chiamata GLI-1. GLI-1 è un regolatore principale che controlla i geni responsabili della "staminalità" (stemness), ovvero la capacità di una cellula di rimanere indifferenziata e di auto-rinnovarsi. Ciò che ha reso questa scoperta particolarmente significativa è stato il modo in cui GLI-1 è stato attivato. I ricercatori hanno dimostrato che ciò è avvenuto senza il solito stimolo dalla classica via di segnalazione Hedgehog, che è il modo standard in cui GLI-1 viene attivato in molti tumori. Invece, il segnale dell'estrogeno ha bypassato la rotta normale, potenziando direttamente i livelli di GLI-1 attraverso la via PI3K/AKT.

Per comprendere il pieno impatto di questa connessione, gli scienziati hanno osservato come si comportavano le cellule. Quando hanno trattato le cellule con Angiotensina II, le cellule staminali formavano più cluster, crescevano di dimensioni e diventavano più invasive, diffondendosi aggressivamente nei loro modelli di coltura tridimensionale. Producevano anche livelli più elevati di marcatori che identificano le cellule staminali, come CD133, e aumentavano l'espressione di geni che mantengono il loro stato simile a quello staminale. Tuttavia, quando i ricercatori hanno aggiunto un farmaco chiamato ICI-182,780, che rimuove completamente i recettori degli estrogeni dalle cellule, questi comportamenti aggressivi si sono fermati. Le cellule staminali hanno smesso di formare nuovi cluster, la loro crescita invasiva è rallentata e i livelli di marcatori di staminalità sono diminuiti significativamente. Ciò ha dimostrato che l'intero processo dipendeva dalla presenza di recettori degli estrogeni funzionali.

Lo studio è andato oltre per rivelare una sorprendente partnership tra le proteine coinvolte. I ricercatori hanno scoperto che GLI-1 non agisce solo come un risultato passivo della catena di segnalazione; esso si lega fisicamente al recettore dell'estrogene stesso. Una volta attaccato, le due proteine lavorano insieme per attivare geni specifici che guidano la crescita del tumore, come il gene per la Ciclina D1, che aiuta le cellule a dividersi. Ciò significa che GLI-1 agisce come un co-attivatore, aiutando essenzialmente il recettore dell'estrogeno a lavorare ancora più intensamente. Il team ha confermato questa interazione fisica utilizzando microscopia specializzata e test genetici, mostrando che quando il recettore dell'estrogeno viene rimosso, GLI-1 non può più legarsi al DNA per promuovere la crescita.

Per garantire che queste scoperte non fossero solo una curiosità di laboratorio, i ricercatori hanno esaminato i dati di migliaia di pazienti con glioblastoma conservati in database medici pubblici. Hanno scoperto che i pazienti i cui tumori presentavano alti livelli sia di GLI-1 che del recettore dell'estrogeno tendevano ad avere un tempo di sopravvivenza molto più breve rispetto a quelli con livelli inferiori di queste proteine. Questa correlazione ha suggerito che il meccanismo osservato in laboratorio è effettivamente attivo nei pazienti umani ed è legato alle forme più aggressive della malattia. Inoltre, hanno notato che, sebbene il blocco del recettore dell'Angiotensina II con un comune farmaco per la pressione sanguigna chiamato Losartan avesse un certo effetto, non era potente quanto la rimozione del recettore dell'estrogeno. Ciò ha indicato che, sebbene l'Angiotensina II dia inizio al processo, la via di segnalazione dell'estrogeno è il motore essenziale che guida le cellule staminali.

Le implicazioni di questo lavoro puntano verso una potenziale nuova strategia di trattamento. Poiché il farmaco ICI-182,780, già noto per la sua capacità di degradare i recettori degli estrogeni, è stato in grado di smantellare efficacemente la staminalità e l'invasività delle cellule tumorali in laboratorio, i ricercatori propongono che il riutilizzo di questo farmaco possa essere un approccio praticabile per il glioblastoma. Mirando alla segnalazione dell'estrogeno che sostiene le cellule staminali, potrebbe essere possibile rompere il ciclo di ricorrenza e resistenza che attualmente rende il glioblastoma così difficile da curare. Lo studio evidenzia che le cellule staminali tumorali dipendono da una via specifica e non canonica dove l'estrogeno e la proteina GLI-1 fanno squadra, offrendo un bersaglio chiaro per future terapie che potrebbero integrare i trattamenti esistenti.