USP24: Il Regista Occulto che Accelera il Cancro al Fegato Stabilizzando YAP1?

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di qualcosa che mi appassiona profondamente: la lotta contro il cancro, in particolare quello al fegato, noto come carcinoma epatocellulare (HCC). Sapete, l’HCC è un vero osso duro, una delle principali cause di morte per cancro a livello globale. Pensate che in Cina, nel 2022, ha causato oltre 316.000 decessi! E colpisce gli uomini molto più delle donne. Purtroppo, spesso si manifesta in modo subdolo e le terapie attuali, anche le più moderne come l’immunoterapia combinata (avete sentito parlare di atezolizumab e bevacizumab?), non sempre sono risolutive. Molti pazienti sviluppano resistenze e la malattia torna a farsi sentire. Ecco perché noi ricercatori siamo costantemente alla ricerca di nuovi bersagli molecolari, di nuovi meccanismi da capire per sviluppare strategie più efficaci.

Il Ruolo Cruciale della Via di Segnalazione Hippo e di YAP1

Avete mai sentito parlare della via di segnalazione Hippo? È come un guardiano super conservato nel nostro corpo, un sistema che normalmente sopprime la formazione di tumori. Uno dei suoi attori principali, o meglio, uno degli effettori che questa via tiene a bada, è una proteina chiamata YAP1 (Yes-associated protein 1). YAP1 agisce come un co-attivatore trascrizionale: in pratica, aiuta ad accendere geni legati alla proliferazione cellulare (come CTGF, CYR61, Birc5) e a spegnere quelli legati all’apoptosi (la morte cellulare programmata). È fondamentale per controllare la dimensione degli organi, ma quando sfugge al controllo… sono guai.

Normalmente, la via Hippo, tramite le chinasi LATS1/2, fosforila YAP1. Questa “etichetta” di fosforilazione fa sì che YAP1 resti intrappolata nel citoplasma, venga marcata per la distruzione (ubiquitinazione) e finisca nel “tritarifiuti” cellulare, il proteasoma. Ma cosa succede se questo meccanismo si inceppa? L’attivazione anomala di YAP1 è strettamente legata a tantissimi tumori umani, incluso l’HCC. Addirittura, studi su modelli animali hanno mostrato che la sovraespressione di YAP1 può indurre direttamente il cancro al fegato! Questo rende YAP1 un bersaglio super interessante per fermare la progressione maligna dell’HCC. Il problema? YAP1 è considerata “undruggable”, difficile da colpire direttamente con farmaci a causa della sua struttura.

La Scoperta: USP24 entra in Scena

E qui arriva il bello della nostra ricerca! Se non possiamo colpire direttamente YAP1, forse possiamo agire sui meccanismi che ne regolano la stabilità? Abbiamo pensato alle deubiquitinasi (DUBs), enzimi che fanno l’opposto dell’ubiquitinazione: rimuovono le etichette di ubiquitina, salvando le proteine dalla degradazione. Inibire una DUB specifica potrebbe essere la chiave per far degradare il suo substrato “cattivo”.

Ci siamo concentrati su una famiglia di DUBs, le USP (ubiquitin-specific protease), e in particolare su USP24. Perché proprio lei? Beh, USP24 è una delle DUBs più grandi ed è già nota per essere coinvolta in processi cellulari vitali e in diversi tipi di cancro. Studi recenti l’avevano già collegata all’HCC, per esempio nel contesto della resistenza al sorafenib o stabilizzando un’altra proteina chiamata TRAF2. Ma il suo legame diretto con YAP1 nell’HCC non era ancora stato chiarito.

Abbiamo quindi condotto uno screening per vedere quali DUBs influenzassero l’attività trascrizionale guidata da YAP1 nelle cellule di HCC. E indovinate un po’? Silenziando USP24, l’attività di YAP1 crollava! Questo ci ha messo sulla pista giusta.

USP24: Il Bodyguard di YAP1

I nostri esperimenti hanno poi dipanato la matassa. Abbiamo visto che:

• USP24 interagisce direttamente con YAP1: Usando tecniche come la co-immunoprecipitazione (Co-IP), abbiamo dimostrato che le due proteine si legano fisicamente all’interno delle cellule tumorali, principalmente nel citoplasma, come confermato anche da immagini di immunofluorescenza. Curiosamente, sembra che la fosforilazione di YAP1 (quella fatta dalla via Hippo per marcarla) ostacoli questo legame, suggerendo che USP24 agisca preferenzialmente sulla forma “attiva” o non marcata di YAP1.
• USP24 deubiquitina YAP1: Abbiamo condotto esperimenti specifici per vedere l’effetto di USP24 sull’ubiquitinazione di YAP1. Quando esprimevamo USP24 insieme a YAP1, i livelli di YAP1 ubiquitinata diminuivano drasticamente. Questo effetto non si verificava se usavamo una versione di USP24 resa cataliticamente inattiva (USP24C1698A) o se inibivamo l’attività delle DUBs con farmaci come WP1130. Al contrario, silenziando USP24, l’ubiquitinazione di YAP1 aumentava. Bingo! USP24 rimuove le etichette di ubiquitina da YAP1.
• USP24 stabilizza YAP1: La conseguenza diretta della deubiquitinazione è la stabilizzazione. Esperimenti con cicloesimide (CHX), una sostanza che blocca la sintesi di nuove proteine, ci hanno permesso di misurare l'”emivita” di YAP1. Abbiamo visto che in presenza di USP24, YAP1 durava molto più a lungo prima di essere degradata. Viceversa, quando USP24 veniva silenziata, YAP1 diventava molto più instabile e veniva degradata più rapidamente.
• USP24 regola i geni bersaglio di YAP1: Coerentemente con la stabilizzazione di YAP1, abbiamo osservato che silenziando USP24 diminuiva l’espressione dei geni bersaglio di YAP1 (come CTGF e CYR61), ma non diminuiva l’mRNA di YAP1 stessa. Questo conferma che USP24 agisce a livello post-traduzionale, sulla proteina, e non sulla sua produzione iniziale.

In pratica, USP24 agisce come un vero e proprio “bodyguard” per YAP1, proteggendola dalla degradazione e permettendole di svolgere la sua azione pro-tumorale.

USP24: Un Cattivo Presagio nell’HCC

Ma quanto è rilevante tutto questo nei pazienti? Abbiamo analizzato diversi database pubblici (come TCGA, Oncomine, GEPIA) e i risultati sono stati chiari e preoccupanti:

• USP24 è sovraespressa nell’HCC: I livelli di mRNA di USP24 sono significativamente più alti nei tessuti tumorali di HCC rispetto ai tessuti normali del fegato.
• Alti livelli di USP24 correlano con una prognosi peggiore: Pazienti con HCC che presentano alti livelli di USP24 hanno una sopravvivenza globale (OS) e una sopravvivenza libera da malattia (DFS) significativamente più brevi. L’espressione di USP24 aumenta anche con lo stadio del tumore.
• Correlazione positiva tra USP24 e YAP1: Analizzando i dati, abbiamo trovato una correlazione positiva significativa tra i livelli di espressione di USP24 e quelli di YAP1 (e dei suoi geni bersaglio) nei pazienti con HCC.

Per confermare questi dati, abbiamo esaminato direttamente campioni di tessuto tumorale e tessuto normale adiacente provenienti da 90 pazienti con HCC, utilizzando una tecnica chiamata immunoistochimica (IHC) su microarray tissutali. I risultati hanno confermato la sovraespressione di USP24 e YAP1 nei tumori e, cosa fondamentale, hanno mostrato una forte correlazione positiva tra i livelli delle due proteine negli stessi campioni. Inoltre, alti livelli di USP24 erano associati a caratteristiche clinico-patologiche più aggressive, come un grado tumorale più elevato e uno stadio TNM avanzato.

Bloccare USP24 Ferma la Crescita Tumorale

A questo punto, la domanda sorge spontanea: se USP24 è così importante per la progressione dell’HCC tramite YAP1, cosa succede se la blocchiamo? Abbiamo condotto esperimenti *in vitro* su diverse linee cellulari di HCC:

• Silenziamento di USP24 inibisce la proliferazione: Utilizzando shRNA per spegnere specificamente il gene USP24, abbiamo osservato una drastica riduzione della capacità delle cellule tumorali di proliferare e di formare colonie.
• L’effetto è mediato da YAP1: Qui sta la prova del nove! Nelle cellule in cui avevamo silenziato USP24 (e che quindi crescevano meno), abbiamo reintrodotto artificialmente YAP1. Ebbene, questo ha parzialmente “salvato” le cellule, ripristinando in buona parte la loro capacità di proliferare. Questo dimostra che l’effetto pro-tumorale di USP24 passa in gran parte attraverso la sua capacità di regolare YAP1.

Infine, siamo passati al modello *in vivo*. Abbiamo iniettato cellule di HCC (alcune con USP24 funzionante, altre con USP24 silenziata) sotto la cute di topi immunodeficienti (modello xenotrapianto). I risultati sono stati netti: i tumori formati dalle cellule con USP24 silenziata erano significativamente più piccoli e leggeri rispetto a quelli del gruppo di controllo. L’analisi dei tumori ha confermato minori livelli di YAP1 e una ridotta proliferazione cellulare (marcatore Ki-67) nei tumori con USP24 silenziata.

Conclusioni e Prospettive Future

Quindi, cosa ci portiamo a casa da tutto questo? Abbiamo identificato un nuovo meccanismo cruciale nella progressione del carcinoma epatocellulare: l’asse USP24/YAP1. USP24, un enzima deubiquitinante, interagisce direttamente con YAP1, la protegge dalla degradazione rimuovendo le etichette di ubiquitina e ne aumenta così i livelli e l’attività pro-oncogenica. Abbiamo dimostrato che USP24 è sovraespressa nell’HCC, correla con una prognosi infausta e la sua inibizione blocca la crescita tumorale *in vitro* e *in vivo*, in modo dipendente da YAP1.

Questa scoperta apre scenari terapeutici molto interessanti. Poiché colpire direttamente YAP1 è difficile, mirare a USP24 potrebbe rappresentare una strategia alternativa ed efficace per “spegnere” YAP1 nei tumori che dipendono da essa. USP24 diventa così non solo un potenziale biomarcatore prognostico, ma anche un bersaglio terapeutico promettente per l’HCC.

Certo, la strada è ancora lunga. Come sottolineato nello studio originale, ci sono limitazioni, come l’uso di modelli animali sottocutanei che non replicano perfettamente il microambiente del fegato, o il fatto di aver usato solo topi femmina. Serviranno studi futuri, magari con modelli ortotopici (tumori impiantati direttamente nel fegato) e in entrambi i sessi, per validare ulteriormente questi risultati in contesti più fisiologicamente rilevanti. Ma il primo passo, fondamentale, è stato fatto: abbiamo smascherato un nuovo complice nella crescita del cancro al fegato, e questo ci dà una nuova arma potenziale per combatterlo.

Fonte: Springer