Alterazioni epigenetiche reversibili associate alla transizione epitelio mesenchimale (EMT) in cellule prostatiche tumorali.

La transizione epitelio mesenchimale (EMT) è un processo dinamico e regolato, fondamentale per lo sviluppo embrionale, per il mantenimento dell’omeostasi dei tessuti, per la fibrosi tissutale e per il cancro (Sanchez-Tillo et al, 2014). L’EMT induce un cambiamento reversibile dello stato fenotipico delle cellule che perdono le caratteristiche epiteliali e acquisiscono un fenotipo mesenchimale. Queste stesse cellule inoltre, possono revertire il loro stato fenotipico mesenchimale in epiteliale, durante il processo inverso di EMT, la transizione mesenchimale- epiteliale (MET) (Tam WL. & Weinberg RA., 2013). Lo studio di un modello sperimentale di EMT- MET in cellule tumorali di prostata, mediante l’induzione con terreno condizionato da CAFs (fibroblasti associati al tumore), per 3 giorni, in cellule prostatiche PC3 e non in LN-CaP (linea cellulare di controllo) ha attivato l’EMT; mentre il trattamento con CM-HPFs (fibroblasti umani periferici) usato come controllo, non ha indotto il processo. La conferma dell’attivazione di EMT è stata ottenuta mediante l’analisi di espressione proteica e di RNA messaggero di marcatori chiave di tale processo, come E-caderina, N-caderina e Vimentina (Thiery J.P. et al, 2009). Inoltre, la riespressione di E-caderina e la diminuzione di N-caderina e Vimentina, nel trattamento di PC3 con terreno ottenuto da cellule PC3 mantenute in coltura in assenza di siero per 48 ore (CM-SS PC3 o recovery medium, RM), per ulteriori 3 giorni, ha dimostrato l’attivazione del processo di MET. La riduzione di espressione delle sequenze LINE1, considerate come surrogato della metilazione globale del DNA, nelle cellule PC3 in EMT, è in accordo con la diminuzione dell’espressione di UHRF1 e di DNMT1, DNA metiltransferasi di mantenimento; inoltre il ripristino di espressione delle medesime, durante la MET, evidenzia lo stato dinamico e reversibile di tali processi. L’aumento, seppur lieve, di espressione di DNMT3a (DNMTs “de novo) in EMT e il successivo ripristino di espressione della stessa, durante la MET, mostra la presenza di alterazioni degli enzimi implicati nella metilazione del DNA e riconferma la reversibilità del processo di EMT-MET. La presenza del legame di DNMT3a e non di DNMT1, sul promotore del gene di CDH1, in cellule PC3 in EMT, mediante tecnica ChIP, e l’aumento dello stato di metilazione di una regione del promotore di CDH1, mediante pyrosequencing confermano una significativa variazione dello stato di metilazione di questo gene. Inoltre, i dati ottenuti mediante analisi di Illumina 450K su di oltre 485 mila isole CpGs distribuite all’interno dell’intero genoma, ha prodotto risultati importanti sulla reversibilità dello stato di metilazione di alcuni geni implicati nel processo di EMT, come CDH1, N-CAD, ZEB1 e VIMENTINA. Infatti, in questi geni lo stato di ipometilazione e/o di ipermetilazione durante il processo di EMT, è esattamente speculare al dato ottenuto, per gli stessi geni, durante il processo di MET. I risultati acquisiti da queste analisi hanno inoltre confermato lo stato di ipermetilazione di CDH1 durante la EMT che ne determina la sua repressione trascrizionale, come si osserva dalle analisi di qPCR e WB eseguite precedentemente. Quindi, durante il processo di EMT-MET avvengono delle alterazioni epigenetiche reversibili a livello dello stato di metilazione del DNA di alcuni geni, in particolare di CDH1. Inoltre, la presenza contemporanea di H3K4me3 e di H3K27me3 sul promotore di CDH1 in EMT, ha mostrato lo stato di gene ambiguo di E-caderina e l’acquisizione di uno stato “bivalente”, caratterizzato da plasticità e reversibilità (Ke X.S. et al, 2009). Questi risultati ottenuti, però, non sono ancora in grado di spiegare se l’attivazione del processo di EMT richieda la presenza di variazioni dello stato di metilazione del DNA o se tali alterazioni sono solo la conseguenza del processo, tuttavia sono ancora in corso esperimenti ed analisi per rispondere a questa domanda.