ADAMTS proteases and uveal melanomaUnveiling the contribution of ADAMTS1 to the plasticity of tumor cells

Abstract

Los tumores están compuestos no sólo por una masa de células heterogéneas que crecen sin control, sino también por el entorno que crean durante su crecimiento, conocido todo ello como microambiente tumoral. El componente no celular de este microentorno, constituido mayoritariamente por la matriz extracelular, ha sido reconocido como un elemento dinámico crucial debido a su íntima relación con las células cancerosas, afectando al desarrollo tumoral y a la metástasis. De manera particular, el estudio de la remodelación de esta matriz, mediada por proteasas extracelulares, sigue revelando una amplia gama de acciones tanto pro- como anti-tumorigénicas. El conocimiento de las acciones de la proteasa extracelular ADAMTS1 (del inglés “A Disintegrin And Metalloproteinase with ThromboSpondin motifs 1”) ejemplifica ese doble papel. En línea con la experiencia de este laboratorio en la proteasa ADAMTS1, la presente tesis es un paso más en la comprensión de sus funciones, con la particularidad de desarrollarse en torno al melanoma y, más concretamente, un subtipo raro: el melanoma uveal. Con tal objetivo global, este trabajo presenta diferentes aproximaciones. En primer lugar, se realizó una completa caracterización in vitro e in silico de líneas celulares de melanoma humano, con especial atención a la relación de ADAMTS1 y la adquisición por parte de las células cancerosas de un fenotipo similar al de células endoteliales, denominado endothelial-like. Este fenómeno reflejaría la capacidad de células tumorales para transdiferenciarse y “mimetizar” las células endoteliales, y está correlacionado con tumores más agresivos y de peor pronóstico clínico. Resultados de esta tesis confirman una correlación positiva de la expresión de ADAMTS1 con el fenotipo endothelial-like de células de melanoma humano, así como la estrecha asociación que esta proteasa muestra con genes clave en dicho fenotipo como la cadherina endotelial CDH5. Además, este trabajo demuestra que ADAMTS1 es esencial para el crecimiento tumoral, ya que su inhibición mediante la tecnología CRISPR/Cas9 en células de melanoma uveal (MUM-2B) provocó un bloqueo drástico de la progresión de xenógrafos tumorales en diferentes modelos murinos. Los tumores deficientes en ADAMTS1 mostraron importantes alteraciones de su vasculatura, y de manera más relevante se encontró una reducción en la expresión de CDH5 en las células tumorales. Adicionalmente esta alteración se encontró asociada con la expresión de marcadores de células madre del cáncer o stemness. En este punto es importante destacar que las características stemness están íntimamente ligadas al fenotipo endothelial-like y a las capacidades de iniciación de los tumores, por lo que aquí se revela un papel esencial de ADAMTS1 para ambos procesos. De hecho, la realización de reconocidos ensayos con esferas derivadas de células de melanoma mostró una capacidad insuficiente para formar tales esferas en ausencia de ADAMTS1. Igualmente, este trabajo muestra una correlación directa de la deficiencia en estos procesos con la disminución de marcadores stemness y, notablemente, también de CDH5. Por último, haciendo uso de herramientas bioinformáticas avanzadas y beneficiándose de datos disponibles públicamente sobre melanomas uveales (proyecto The Cancer Genome Atlas, TCGA), en esta tesis se han identificado nuevos factores de pronóstico destacando moléculas endoteliales como CDH5 y KDR y varios miembros de la familia de proteasas ADAMTS. Un análisis detallado también reveló una alta expresión de ADAMTS1 en estadios iniciales del melanoma uveal, confirmando la contribución de esta proteasa en fenómenos de inducción de las capacidades stemness y del fenotipo endothelial-like de células tumorales. De manera adicional, un estudio más amplio de proteasas ADAMTS sugirió el papel de otros miembros de la familia a lo largo de toda la progresión de este agresivo tipo tumoral. Todos estos resultados conducen a la conclusión general de que ADAMTS1 es necesaria para un desarrollo adecuado del melanoma uveal, ya que contribuye a la adquisición de un fenotipo endothelial-like y afecta a los rasgos stemness, sin ignorar su función principal como moduladora de la matriz extracelular. El trabajo mostrado en esta tesis representa el primer testimonio que apoya el desarrollo de dianas terapéuticas dirigidas a la matriz extracelular en la lucha contra el melanoma uveal.