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Regulación del aporte vascular en el Sarcoma de Ewing: Papel de la Caveolina-1

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Universitat de Barcelona. Facultat de Medicina

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Como otros tumores sólidos, el sarcoma de Ewing (SE) requiere de un aporte vascular adecuado que permita nutrir y oxigenar a las células tumorales. En el SE, la vascularización tumoral se encuentra caracterizada principalmente por los procesos de vasculogenesis, mimetismo vascular y angiogénesis. Considerando la participación de CAV1 en el aporte vascular, nos planteamos demostrar que CAV1 juega un papel importante en el desarrollo vascular de la enfermedad.

Estableciendo tres nuevos modelos de baja expresión de CAV1 en células se SE (RDES, SKES1 y TC71), fue posible observar la reducción en el desarrollo tumoral en xenoinjertos, y a su vez esta reducción fue relacionada con la disminución en la densidad micro-vascular. Este trabajo demuestra el efecto directo del silenciamiento de CAV1 sobre el proceso angiogénico en el SE, regulando la respuesta de la célula endotelial ante las señales producidas por la célula tumoral. Nuestros resultados mostraron que las células endoteliales presentan mayor migración ante el estímulo de las señales producidas por la célula tumoral. Mediante el análisis de expresión de diferentes factores utilizando RT-PCR, fue posible determinar que la expresión de bFGF era afectada en los modelos analizados como efecto del silenciamiento de CAV1. Para determinar el mecanismo molecular a través del cual CAV1 regula la angiogénesis en el sarcoma de Ewing, partimos del análisis de expresión de 3 miembros de la familia Eph descritos como pieza clave en el desarrollo vascular. La expresión del receptor EphA2 en los modelos de baja expresión de CAV1 mostró una disminución en los clones, donde el silenciamiento de CAV1 conlleva la redistribución y reducción EphA2. Los análisis mostraron además una interacción entre ambas proteínas.

Establecida la relación EphA2/CAV1, analizamos el efecto de la estimulación de EphA2 a partir de EfnA1 y confirmamos que las células con baja expresión de CAV1 presentaban una respuesta menor. La estimulación resultó en el incremento de la fosforilación de AKT, sugiriendo que los efectos podrían depender de la actividad quinasa del receptor. Para respaldar esto, las células RDES y TC71 fueron transfectadas con un dominante negativo de EphA2 que no modificaba la expresión de CAV1 (EphA2-Kd). Los modelos EphA2-Kd reprodujeron los resultados observados en los modelos de baja expresión de CAV1. La estimulación del modelo TC71-EphA2-Kd con la proteína recombinante EfnA1, mostró tanto la activación de AKT como la sobreexpresión de bFGF, reproduciendo en cierta medida lo observado por el silenciamiento de CAV1 y destacando la importancia de la actividad dependiente de quinasa de EphA2 en el proceso angiogénico de la enfermedad.

Considerando que CAV1 es necesario para el correcto funcionamiento de las rutas de señalización controladas por EphA2 en el SE, decidimos determinar la implicación de CAV1 y EphA2 en el mimetismo vascular de la enfermedad. Se decidió analizar el papel independiente de quinasa del receptor EphA2 como una posible pieza clave en el proceso de mimetismo vascular en el SE. Nuestros resultados mostraron que el silenciamiento de CAV1 reduce el desarrollo de vasos miméticos in vivo e impide la formación tubular in vitro. Además, el efecto de bloquear la actividad quinasadependiente del receptor EphA2 mostró que la actividad quinasa del receptor no afecta al proceso de mimetismo vascular en esta entidad tumoral. Para confirmar la participación de EphA2 en el proceso de formación de vasos miméticos, se transfectó un mutante que carece de toda la región citoplasmática del receptor EphA2 (ΔCyto), eliminando así sus funciones dependientes e independientes de quinasa. Los resultados mostraron que el bloqueo total del receptor tenía un efecto negativo en la formación de estructuras tubulares. Estos resultados confirman la importancia de la actividad prooncogénica del receptor EphA2 en el sarcoma de Ewing.

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We established low CAV1 expressing models by knocking down CAV1 in TC71, RDES and SKES1 Ewing sarcoma (ES) cells by stably transfecting a previously validated shRNA construct. In vivo studies showed a decrease in tumor volume from the CAV1 knocked-down clones when compared with controls. This correlated with a reduction in microvascular density (MVD) and higher levels of necrosis. Conditioned media from CAV1 knocked-down cells showed reduced capability to promote migration of endothelial cells with no changes in proliferation. Different pro-angiogenic factors were analyzed by RT-PCR in the models and, downregulation of bFGF was observed in all four. Results suggested that CAV1 was indirectly affecting bFGF expression. EphA2 expression was observed in ES cell lines and tumor samples. CAV1 knocked-down cells showed a reduction in EphA2 phosphorylation as well as a displacement from the membrane to the cytoplasm. Furthermore, we showed that the CAV1/EphA2 interaction was necessary for Eph-mediated signaling. To further support these results, RDES and TC71 cells were stably transfected with a dominant negative of EphA2 that did not alter the expression of CAV1 (EphAh2-kd). EphA2-Kd models were able to replicate the effects observed in the CAV1 knocked-down models, where the stimulation of the TC71-EphA2-Kd model with the recombinant protein EfnA1, showed both the activation of AKT and the overexpression of bFGF. These results replicate the effect of silencing CAV1 and highlighted the importance of the kinase-dependent activity of EphA2 in the angiogenic process in ES. We decided to analyze the kinaseindependent role of EphA2 as a possible key in the process of vascular mimicry in ES.

Our results showed that the silencing of CAV1 reduces the development of mimetic vessels in vivo and prevents the tubular formation in vitro. In addition, our results showed that the kinase-dependent activity of the receptor does not affect the process of vascular mimicry in ES. Moreover, we stably transfected a mutant that lacks all the cytoplasmic region of EphA2, blocking its kinase-dependent and –independent activities. Results showed a negative effect on the formation of tubular structures. These results confirm the importance of the pro-oncogenic activity of EphA2 in ES.

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Regulación del aporte vascular en el Sarcoma de Ewing: Papel de la Caveolina-1