Дефицит белка NECTIN1 способствует метастазированию меланомы

При меланоме метастазирование является ведущей причиной смертности. Для некоторых типов рака уже есть данные о связи генетических изменений с диссеминацией опухолевых клеток, однако для меланомы таких исследований до сих пор не проводилось. Ранее было показано, что белок NECTIN1, который кодируется одноименным геном, представляет собой молекулу адгезии, важную на начальных этапах формирования межклеточных контактов. В новом исследовании ученые из США, Франции и России изучили роль гена NECTIN1 в метастазировании меланомы.

На первом этапе ученые проанализировали геномы 363 меланом из базы The Cancer Genome Atlas. Общая частота делеций в гене NECTIN1 составила 55%, она не коррелировала с изменениями в основных онкогенах (BRAF и NRAS) и генах-супрессорах опухоли и соотносилась с уменьшением количества мРНК NECTIN1. Затем авторы провели иммуногистохимический анализ образцов меланомы и показали, что уровни NECTIN1 были значительно ниже в метастазах по сравнению с таковым в первичных опухолях. Делеции гена NECTIN1 были связаны с худшей выживаемостью пациентов. Эти данные указывают на потенциальную роль NECTIN1 в метастазировании при меланоме.

Следующим шагом было изучение делеции NECTIN1 in vivo на рыбках данио-рерио с модельной меланомой. Инактивация гена NECTIN1 в первичной меланоме приводила к большему поражению отдаленных органов и распространению раковых клеток по сравнению с меланомой, в которой NECTIN1 оставался нетронутым.

Далее ученые инактивировали ген NECTIN1 в линии клеток меланомы человека А375 и проверили их поведение на среде без добавления сыворотки в сравнении с клетками дикого типа. Клетки с дефицитом NECTIN1 образовывали более мелкие и неоформленные колонии, что говорит об уменьшении взаимодействий между клетками. Кроме того, нокаут гена NECTIN1 увеличивал инвазию клеток. Такие же результаты были получены и для пяти других клеточных линий меланомы. Дальнейшие исследования показали, что потеря способности к формированию межклеточных контактов при дефиците NECTIN1 обусловлена даунрегуляцией белка N-кадгерина на поверхности клеток. При этом уровни интегринов были повышены.

Подробный анализ молекулярных механизмов, обуславливающих снижение адгезии клеток с нокаутом NECTIN1, показал, что ключевую роль выполняют киназы FAK и SRC и интегрины αvβ3 и αvβ5. Так, у рыбок данио с нокаутом и NECTIN1, и FAK количество отдаленных метастазов было меньше, чем у рыбок с инактивацией только NECTIN1.

Наконец, ученые проверили, какие внешние стимулы приводят к тому, что на среде с сывороткой клетки меланомы дикого типа и с нокаутом NECTIN1 ведут себя одинаково, а в ее отсутствие последние перестают образовывать адгезивные контакты. Оказалось, что дело в инсулиноподобном факторе роста 1 (IGF1). На среде без сыворотки снижается сигналинг IGF1. Клетки дикого типа в таких условиях формируют более тесные контакты друг с другом. Клетки с выключенным NECTIN1 не способны к этому и мигрируют из первичной ниши.

Таким образом, ученые выявили генетические детерминанты ответа клеток меланомы на физические (контакт со средой и друг с другом) и химические (изменение состава среды) внешние сигналы. Полученные результаты могут поспособствовать разработке терапии рака.

Ранее было показано, что блокирование фермента GCDH запускает апоптоз клеток меланомы.