Neuroblastoma: Le Proteine CADM Sono la Chiave Nascosta? Il Ruolo Sorprendente di CADM1

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di qualcosa di veramente affascinante che sta emergendo nel campo della ricerca sul cancro, in particolare riguardo al neuroblastoma, un nemico subdolo che colpisce soprattutto i bambini piccoli. Sapete, il neuroblastoma è il tumore solido extracraniale più comune nell’infanzia e, purtroppo, ha spesso una prognosi infausta, con un’alta tendenza a ripresentarsi. Immaginate, circa il 70% dei piccoli pazienti ha già metastasi al momento della diagnosi. Per quelli considerati ad “alto rischio”, la sopravvivenza a lungo termine scende sotto il 50%, nonostante terapie molto intense. Capite bene quanto sia cruciale trovare nuovi modi per capire e combattere questa malattia.

I Protagonisti Misteriosi: Le Molecole di Adesione Cellulare (CADM)

Da decenni, i ricercatori cercano di capire i meccanismi molecolari dietro l’aggressività del neuroblastoma e di identificare biomarcatori più precisi. Ed è qui che entrano in gioco le molecole della famiglia CADM (Cell Adhesion Molecule), conosciute anche come Nectin-like (Necls). Si tratta di un piccolo gruppo di proteine appartenenti alla superfamiglia delle immunoglobuline, e ne conosciamo quattro membri principali: CADM1, CADM2, CADM3 e CADM4.

Cosa fanno queste proteine? Fondamentalmente, aiutano le cellule a “tenersi per mano”, mediando l’adesione intercellulare e collegandosi allo scheletro interno della cellula (il citoscheletro di actina). Questo processo è fondamentale. Pensateci: quando un tumore si sviluppa, spesso le cellule epiteliali perdono questa capacità di aderire tra loro e la loro polarità, diventando più invasive e capaci di migrare. Questo fenomeno si chiama transizione epitelio-mesenchimale (EMT) ed è un passaggio chiave nella progressione di molti tumori maligni.

Studi precedenti suggerivano che le CADM potessero avere un ruolo nell’EMT, e questo è stato confermato, ad esempio, nel cancro al polmone non a piccole cellule (NSCLC). Ma attenzione, la storia non è così semplice! Mentre in alcuni casi, come nel NSCLC dove CADM2 sembra promuovere le metastasi cerebrali, in molti altri tumori solidi le CADM sono considerate soppressori tumorali. Ad esempio, CADM1 riduce l’invasività in melanomi, cancro al polmone e carcinoma nasofaringeo. Anche CADM2 e CADM4 sembrano avere ruoli simili in altri tipi di cancro. Insomma, c’è ancora molto da capire, soprattutto nel contesto specifico del neuroblastoma.

La Nostra Indagine: Cosa Dicono i Dati?

Proprio per fare luce su questo aspetto, nel nostro studio ci siamo tuffati in un’analisi bioinformatica completa, sfruttando diversi database pubblici come cBioPortal, TARGET e GEO. Volevamo capire le connessioni tra i quattro sottotipi di CADM e la progressione del neuroblastoma, con un occhio di riguardo per CADM1.

Cosa abbiamo scoperto? Analizzando i dati di centinaia di pazienti, è emerso un quadro interessante:

• L’espressione dei geni CADM1, CADM2 e CADM3 era significativamente più bassa nei pazienti con neuroblastoma in stadio 4 (quello più avanzato) rispetto agli stadi meno gravi.
• Alterazioni nei livelli di espressione delle CADM erano associate a fattori prognostici sfavorevoli, come lo stadio INSS avanzato, l’amplificazione dell’oncogene MYCN (un noto fattore di rischio), la stratificazione del rischio COG e la classificazione istologica sfavorevole.
• In particolare, i livelli di CADM1-3 erano decisamente più bassi nei pazienti in stadio 4.

Abbiamo poi verificato questi risultati su altri set di dati (GEO datasets), confermando che l’espressione di CADM1-4 era generalmente ridotta nei pazienti ad alto rischio o in stadio 4. Un dato particolarmente rilevante: l’espressione di CADM1 era bassa anche nei casi di neuroblastoma recidivato rispetto al tumore alla diagnosi. Curiosamente, rispetto al tessuto normale (surrene), i livelli di CADM1, CADM3 e CADM4 nel neuroblastoma sembravano aumentati, suggerendo una dinamica complessa che merita ulteriori approfondimenti.

CADM e Prognosi: Un Legame Forte

Ma la domanda cruciale è: questi livelli di espressione hanno un impatto sulla sopravvivenza dei pazienti? La risposta, basata sulle analisi di sopravvivenza Kaplan-Meier, è un sonoro sì.

• Una bassa espressione dei geni CADM1, CADM2 e CADM3 è risultata fortemente associata a una peggiore sopravvivenza globale (OS) in tutti i set di dati analizzati.
• Per quanto riguarda la sopravvivenza libera da progressione (PFS), bassi livelli di CADM1, CADM3 e CADM4 predicevano esiti peggiori nei dataset GEO.

Abbiamo anche usato le curve ROC per valutare la capacità predittiva di queste molecole. CADM3 è emersa come la più accurata nel predire il tasso di sopravvivenza. Non solo: l’aggiunta di CADM3 (e in parte anche CADM1) ai classici indicatori clinici (età, stadio INSS, stato di MYCN) ne aumentava l’accuratezza predittiva, anche se questo effetto necessita di conferme ulteriori.

L’analisi di regressione di Cox, sia univariata che multivariata, ha confermato che l’età del paziente e i livelli di espressione di CADM1-4 sono fattori di rischio prognostici indipendenti per la sopravvivenza globale. Tra tutte, CADM3 ha mostrato il valore prognostico più potente.

Alla Ricerca dei Meccanismi: Cosa Fanno Davvero le CADM?

Ok, abbiamo stabilito che bassi livelli di CADM, specialmente CADM1 e CADM3, sono cattive notizie per i pazienti con neuroblastoma. Ma perché? Qual è il meccanismo molecolare sottostante? Per capirlo, abbiamo analizzato le funzioni dei geni CADM e dei geni la cui espressione è correlata (co-espressi), usando strumenti come Metascape.

I risultati sono stati illuminanti: questi geni sono principalmente coinvolti nel ciclo cellulare mitotico e nel processo di duplicazione cromosomica. La disregolazione della mitosi (la divisione cellulare) è un marchio di fabbrica del cancro ed è stata collegata anche all’EMT. Durante l’EMT, la riduzione dell’adesione cellula-cellula porta a maggiore invasività e capacità di migrazione, fattori chiave nella progressione tumorale e nelle metastasi. La nostra ipotesi è che l’effetto oncosoppressivo delle CADM nel neuroblastoma possa essere legato proprio all’EMT, magari attraverso una combinazione di regolazione della mitosi e mantenimento dell’adesione intercellulare.

Abbiamo anche identificato una rete di geni “hub”, cioè particolarmente centrali nelle interazioni. Tra questi spiccavano:

• NECTIN 1-3: Altre molecole di adesione cellulare, la cui alterazione è stata osservata in vari tumori.
• EPB41L3: Un gene candidato soppressore tumorale in diversi tipi di cancro, positivamente correlato a CADM1-3.
• GSK-3β (Glycogen synthase kinase-3β): Un enzima chiave nel metabolismo del glucosio e coinvolto in molteplici vie cellulari, inclusa l’apoptosi e l’infiammazione. È regolato dalla via PI3K/AKT/GSK-3β.

L’analisi delle correlazioni ha mostrato legami interessanti: correlazioni negative tra CADM2/3 e MYCN, tra CADM1 e Vimentina (Vim, un marcatore EMT), tra CADM3 e Caderina-2 (CDH2, altro marcatore EMT). Invece, correlazioni positive tra CADM3/4 e Caderina-1 (CDH1, un marcatore epiteliale), tra CADM1/3 e GSK-3β, e tra CADM1-3 ed EPB41L3.

La Prova Sperimentale: CADM1 in Azione

Le analisi bioinformatiche sono potenti, ma serviva una conferma sperimentale, soprattutto per CADM1. Abbiamo quindi lavorato con due linee cellulari di neuroblastoma: SH-SY5Y (senza amplificazione di MYCN) e IMR-32 (con MYCN amplificato). In queste cellule, abbiamo fatto due cose:

1. Sovraespresso CADM1: Aumentato artificialmente i suoi livelli.
2. Silenziato CADM1: Ridotto la sua espressione usando shRNA.

I risultati sono stati netti:

• Le cellule con più CADM1 mostravano una ridotta vitalità (proliferazione) e una minore capacità di migrare (verificata con saggi Transwell).
• Al contrario, le cellule con meno CADM1 proliferavano di più e migravano più facilmente.

Questo conferma sperimentalmente che CADM1 agisce come un freno per la crescita e la diffusione delle cellule di neuroblastoma.

Il Meccanismo: C’entra GSK-3β?

Ma come fa CADM1 a frenare le cellule? Ricordate GSK-3β, uno dei geni hub identificati? Abbiamo deciso di indagare il suo coinvolgimento. Usando la tecnica del Western Blot, abbiamo misurato i livelli di GSK-3β fosforilato (p-GSK-3β) e di AKT fosforilato (p-AKT), un suo regolatore a monte.

Qui abbiamo osservato qualcosa di particolare:

• Nelle cellule con più CADM1, i livelli di p-AKT aumentavano, ma quelli di p-GSK-3β diminuivano significativamente.
• Nelle cellule con meno CADM1, i livelli di p-AKT diminuivano, mentre quelli di p-GSK-3β aumentavano.

Questo suggerisce che CADM1 potrebbe inibire la progressione del neuroblastoma partecipando alla regolazione della fosforilazione di GSK-3β. Normalmente, l’attivazione di AKT (aumento di p-AKT) porta alla fosforilazione e *inattivazione* di GSK-3β (aumento di p-GSK-3β). Il nostro risultato (p-AKT su, p-GSK-3β giù con più CADM1) è controintuitivo rispetto a questa cascata lineare. È possibile che CADM1 moduli la fosforilazione di GSK-3β attraverso meccanismi alternativi o che influenzi altre vie che convergono su GSK-3β, influenzando così la proliferazione cellulare. C’è chiaramente bisogno di ulteriori studi per svelare completamente questa interazione.

Conclusioni e Prospettive Future

Insomma, cosa ci portiamo a casa da questo viaggio? Abbiamo identificato i membri della famiglia CADM come potenziali soppressori tumorali nel neuroblastoma. In particolare, CADM1 e CADM3 mostrano una chiara associazione con esiti clinici sfavorevoli quando la loro espressione è bassa. L’analisi funzionale suggerisce un coinvolgimento nel ciclo cellulare e forse nell’EMT. Gli esperimenti in vitro hanno confermato che CADM1 riduce la proliferazione e la migrazione delle cellule di neuroblastoma, e i dati preliminari indicano che questo effetto potrebbe passare attraverso la regolazione della fosforilazione di GSK-3β.

Questi risultati aprono strade interessanti. CADM1 (e forse CADM3) potrebbero diventare nuovi biomarcatori prognostici per stratificare meglio i pazienti e, chissà, in futuro, potrebbero rappresentare dei potenziali bersagli terapeutici per sviluppare nuove strategie contro il neuroblastoma. Certo, la ricerca non si ferma qui: dobbiamo capire meglio i meccanismi esatti, esplorare il ruolo degli altri membri della famiglia CADM e validare questi risultati in contesti più ampi. Ma ogni passo avanti nella comprensione di questa malattia è una speranza in più per i piccoli pazienti e le loro famiglie.

Fonte: Springer