β-Catenina: Un Regista Inaspettato nel Mondo dell’RNA Leucemico?

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di qualcosa che mi ha davvero affascinato nel campo della biologia cellulare e della leucemia, un mondo complesso ma pieno di scoperte sorprendenti. Parliamo di una proteina superstar: la β-catenina.

La β-Catenina: Un Volto Noto, Ma con Segreti

Molti di voi avranno sentito parlare della via di segnalazione Wnt/β-catenina. È fondamentale per un sacco di processi biologici, dallo sviluppo embrionale al mantenimento delle nostre cellule staminali ematopoietiche (le HSPC, quelle che danno origine a tutte le cellule del sangue). Sappiamo che la β-catenina è un po’ come un direttore d’orchestra: regola l’autorinnovamento e la differenziazione di queste cellule staminali. Un equilibrio delicato, perché se qualcosa va storto e questa via si “accende” troppo, può contribuire allo sviluppo di diverse malattie, tra cui le leucemie mieloidi, sia acute (LMA) che croniche (LMC).

Pensate che in circa l’80% dei casi di LMA, la β-catenina è sovraespressa! Questo la rende un bersaglio terapeutico super interessante. Il problema? Finora, cercare di “spegnerla” con i farmaci non ha dato i risultati sperati. E uno dei motivi principali è che non conoscevamo abbastanza bene con chi interagisce *davvero* la β-catenina nelle cellule del sangue. Nei tessuti solidi, ha un ruolo chiave nell’adesione tra cellule, legandosi alle caderine. Ma nel sangue, un tessuto fluido, questa funzione è meno prominente. Quindi, cosa fa la β-catenina “libera”?

Una Scoperta Inattesa: β-Catenina e Proteine che Legano l’RNA (RBP)

Qui arriva il bello. In uno studio precedente, analizzando la rete di interazioni della β-catenina nelle cellule mieloidi, abbiamo fatto una scoperta sorprendente: la β-catenina interagiva con un sacco di proteine che legano l’RNA (le RBP – RNA-Binding Proteins). Le RBP sono una famiglia enorme di proteine che controllano il destino degli RNA messaggeri (mRNA), influenzando la loro stabilità, il trasporto, e la traduzione in proteine. Sono cruciali per l’ematopoiesi normale e, purtroppo, anche per la leucemia.

Questa scoperta ha aperto uno scenario completamente nuovo: e se la β-catenina avesse un ruolo nascosto nella regolazione genica *post-trascrizionale*? Cioè, non solo nel dire quali geni accendere (trascrizione), ma anche nel controllare cosa succede all’mRNA una volta prodotto?

L’Indagine: Con Quali mRNA Interagisce la β-Catenina?

Per capirci di più, abbiamo usato una tecnica chiamata RIP-seq (RNA-Immunoprecipitation seguita da sequenziamento). In pratica, “peschiamo” la β-catenina dalle cellule e vediamo quali mRNA rimangono attaccati. L’abbiamo fatto in due linee cellulari di leucemia mieloide (K562 e HEL), sia in condizioni normali che stimolando la via Wnt (stabilizzando la β-catenina con un inibitore di GSK-3β, CHIR99021).

I risultati? Emozionanti! Abbiamo identificato centinaia di mRNA associati alla β-catenina. E analizzando quelli comuni a entrambe le linee cellulari, indovinate quale via metabolica è saltata fuori tra le più arricchite? Proprio la via di segnalazione Wnt! Sembra che la β-catenina interagisca con gli mRNA che codificano per componenti della sua stessa via di segnalazione, come:

• AMER1
• BCL9L
• AXIN2
• LEF1

Abbiamo confermato questi legami con un’altra tecnica (RIP-RT-qPCR). Quindi, la β-catenina sembra associarsi a una rete di mRNA della via Wnt. Ma come?

Ma Come Interagisce? Un Legame Diretto?

La β-catenina non ha i classici domini che legano l’RNA come le RBP canoniche. Però ha delle regioni disordinate e dei domini (chiamati Armadillo) che a volte sono implicati nel legame all’RNA. Qualche studio passato suggeriva un legame diretto ad alcune sequenze degli mRNA.

Per verificare questa ipotesi nelle nostre cellule mieloidi, abbiamo usato una tecnica più stringente, la CLIP (Cross-Linking Immunoprecipitation), che “fotografa” i legami diretti proteina-RNA. Mentre con la RIP trovavamo molto RNA associato alla β-catenina, con la CLIP la quantità di RNA era bassissima, non diversa dal controllo negativo. Abbiamo usato come controllo positivo un’altra RBP, LIN28B, che invece legava tanto RNA come ci aspettavamo.

Questo suggerisce che, almeno in questo contesto, la β-catenina probabilmente non lega l’RNA direttamente in modo forte, ma lo fa indirettamente, magari tramite altre RBP canoniche.

L’Indizio Chiave: L’Interazione con MSI2

Tornando alla nostra lista di partner della β-catenina, un nome è saltato all’occhio: MSI2 (Musashi-2). MSI2 è una RBP ben nota, implicata sia nella leucemia mieloide che nella regolazione delle cellule staminali ematopoietiche. Poteva essere lei il tramite?

Abbiamo confermato l’interazione tra β-catenina e MSI2 con esperimenti di co-immunoprecipitazione (Co-IP) reciproca: pescando MSI2, trovavamo β-catenina attaccata, e viceversa. E questa interazione avveniva sia in condizioni basali che con la via Wnt attivata. Abbiamo anche verificato se l’interazione fosse dovuta al fatto che entrambe potevano legare lo stesso RNA: trattando i campioni con RNasi A (che distrugge l’RNA), l’interazione proteina-proteina rimaneva intatta. Quindi, β-catenina e MSI2 formano un complesso, indipendentemente dall’RNA.

Curiosamente, abbiamo visto che β-catenina e MSI2 sono spesso co-espresse in molte linee cellulari di leucemia mieloide e, cosa ancora più importante, anche in campioni di pazienti con LMA! C’era una correlazione significativa tra i livelli delle due proteine in questi pazienti. Abbiamo persino confermato l’interazione fisica tra le due proteine in un campione primario di LMA. Questo suggerisce che questa alleanza potrebbe essere clinicamente rilevante.

MSI2 Tira le Fila della Segnalazione Wnt

Ok, interagiscono. Ma questa interazione ha delle conseguenze funzionali? MSI2 influenza la via Wnt? Per scoprirlo, abbiamo ridotto i livelli di MSI2 nelle cellule leucemiche (usando shRNA) e abbiamo misurato l’attività della via Wnt.

I risultati sono stati chiari: abbassare MSI2 riduceva l’attività della via Wnt. E come? Principalmente diminuendo l’espressione e la localizzazione nel nucleo di un fattore di trascrizione chiave attivato dalla β-catenina: LEF-1. Al contrario, esprimere più MSI2 aumentava LEF-1 nel nucleo e l’attività Wnt. Sembrava proprio che MSI2 potesse modulare la via Wnt agendo su LEF-1.

Il Meccanismo Svelato: β-Catenina, MSI2 e l’mRNA di LEF1

Dato che MSI2 è una RBP e LEF-1 diminuiva quando MSI2 veniva ridotta (sia a livello di proteina che di mRNA), ci siamo chiesti: MSI2 lega direttamente l’mRNA di LEF1?

Abbiamo fatto esperimenti di RIP e CLIP specifici per MSI2 e… bingo! MSI2 lega l’mRNA di LEF1 (e anche quello di altri suoi bersagli noti come MYC e MYB). Quindi, LEF1 è un partner diretto di MSI2.

Ora, il pezzo finale del puzzle: la β-catenina c’entra qualcosa in questo legame MSI2-LEF1 mRNA? Ricordate che la β-catenina interagiva con l’mRNA di LEF1 (probabilmente indirettamente) e con la proteina MSI2. Abbiamo provato a ridurre i livelli di β-catenina e a vedere cosa succedeva al legame tra MSI2 e l’mRNA di LEF1.

Ebbene, riducendo la β-catenina (senza alterare i livelli totali di MSI2), il legame di MSI2 all’mRNA di LEF1 diminuiva! Sembra quindi che la β-catenina faciliti o promuova l’interazione tra MSI2 e l’mRNA di LEF1.

Infine, abbiamo visto che riducendo MSI2, l’mRNA di LEF1 diventava meno stabile e veniva degradato più velocemente, portando a una più rapida scomparsa della proteina LEF-1. Questo suggerisce che MSI2, forse aiutata dalla β-catenina, stabilizzi l’mRNA di LEF1, contribuendo a mantenerne alti i livelli.

Oltre la Leucemia: Implicazioni per le Cellule Staminali

Sia MSI2 che LEF1 sono importanti per le cellule staminali ematopoietiche (HSPC). MSI2 ne promuove l’espansione. Poteva farlo in parte attraverso LEF-1? Abbiamo preso delle HSPC umane da sangue cordonale, le abbiamo fatte esprimere più MSI2 e abbiamo visto che, come atteso, si espandevano di più. Ma quando, insieme a MSI2, riducevamo i livelli di LEF-1 (con shRNA), l’effetto espansivo di MSI2 veniva frenato. Anzi, ridurre LEF-1 da solo rallentava la crescita delle HSPC, suggerendo un suo ruolo importante indipendente.

Questo indica che parte della capacità di MSI2 di far espandere le HSPC potrebbe essere mediata proprio dalla sua regolazione su LEF-1, un asse potenzialmente orchestrato anche dalla β-catenina.

Cosa Significa Tutto Questo?

Questa ricerca apre una prospettiva affascinante: la β-catenina, oltre al suo ruolo classico nella trascrizione genica, potrebbe avere una funzione importante e finora poco esplorata nella regolazione post-trascrizionale nelle cellule ematopoietiche. Non agirebbe direttamente sull’RNA, ma formando complessi con RBP canoniche come MSI2, influenzando il loro legame a specifici mRNA (come quello di LEF1) e controllandone così il destino (stabilità, traduzione?).

Questo ruolo “nascosto” potrebbe essere particolarmente rilevante proprio nelle cellule del sangue, dove la sua funzione nell’adesione cellulare è meno critica rispetto ai tessuti solidi. Potrebbe essere un modo per la β-catenina di orchestrare finemente l’espressione genica, inclusa quella dei componenti della sua stessa via di segnalazione, creando complessi circuiti di feedback anche a livello post-trascrizionale.

Certo, c’è ancora molto da capire. Distinguere gli effetti trascrizionali da quelli post-trascrizionali della β-catenina è una sfida tecnica notevole. Ma aver identificato questo asse β-catenina-MSI2-LEF1 è un passo avanti importante. Potrebbe non solo aiutarci a comprendere meglio la biologia delle cellule staminali e della leucemia, ma forse anche a identificare nuovi bersagli terapeutici per colpire la via Wnt/β-catenina in modo più efficace.

È un campo in continua evoluzione, ed è proprio questo il bello della ricerca! Alla prossima scoperta!

Fonte: Springer