Estudo do papel dos complexos mTORC1 e mTORC2 para o comportamento tumoral e expressão do gene SLC5A5 em carcinomas papilares da tiroide

A via mTOR encontra-se sobreativada numa grande variedade de neoplasias humanas, incluindo nos carcinomas da tiroide. O mTOR pode associar-se com proteínas distintas e formar dois complexos distintos: mTORC1 e mTORC2, cada um deles com diferentes efetores e diferentes funções fisiológicas. O pS6 é um dos efetores do complexo mTORC1 e o pAKT é um dos efetores do complexo mTORC2.

Um estudo recente do nosso grupo demonstrou que o pmTOR é um marcador de agressividade em carcinomas papilares da tiroide (CPT), a sua expressão encontra-se associada a características clinico-patológicas de agressividade, incluindo metástases à distância, resistência à terapia com ¹³¹I e, consequentemente, pior prognóstico. No mesmo estudo, observamos que a expressão de pS6 foi associada a características clinico-patológicas de baixa agressividade e não encontramos uma correlação significativa entre a expressão de pmTOR e pS6 nos tumores. A ausência de correlação entre as duas proteínas e seu comportamento divergente levaram à hipótese de que, nos carcinomas papilares da tiroide, a ativação do pmTOR poderia estar a contribuir preferencialmente para a ativação do complexo mTORC2 e, consequentemente, para a fosforilação da AKT (pAKT).

Neste trabalho, avaliamos a expressão do pAKT na mesma série de CPT na qual avaliamos a expressão de pmTOR e pS6. Para além disso, realizamos a inibição farmacológica do complexo mTORC1 (com RAD001) e a inibição simultânea do mTORC1 e C2 (Torin2) em linhas celulares de CPT, para em seguida avaliarmos a expressão do gene SLC5A5 (gene que codifica o co-transportador de sódio iodo-NIS), que se acredita ser a molécula central para o sucesso terapêutico com ¹³¹I.

A expressão de pAKT correlacionou-se de forma positiva com a expressão de pmTOR, associou-se com a presença da mutação BRAFV600E, e a sua presença no núcleo das células associou-se à presença de metástases à distância. A inibição do complexo mTORC1 não causou alterações na expressão do gene SLC5A5, mas a inibição simultânea dos complexos mTORC1 e C2 causou um aumento de cerca de seis vezes da expressão do SLC5A5.

Estes resultados sugerem que, em CPT, o complexo mTORC2 pode ser preferencialmente ativado (pAKT), e possa estar implicado na metastização à distância, diminuição da expressão do gene SLC5A5 e resistência à terapia.

Autores e Afiliações:

Catarina Tavares^1,2,3, Catarina Eloy^1,2,3, Miguel Melo^1,2,4,5, Adriana Gaspar da Rocha^1,2,6, Ana Pestana^1,2,3, Rui Batista^1,2,3, Luciana Bueno Ferreira^1,2,3,7, Elisabete Rios^1,2,3,8,9, Manuel Sobrinho Simões^1,2,3,8,9 and Paula Soares^1,2,3,8

1-Instituto de Investigação e Inovação em Saúde (i3S), Universidade do Porto;

2-Institute of Molecular Pathology and Immunology of the University of Porto (IPATIMUP);

3-Medical Faculty of the University of Porto;

4-Department of Endocrinology, Diabetes and Metabolism, University and Hospital Center of Coimbra;

5-Medical Faculty, University of Coimbra;

6-Public Health Unit, ACeS Baixo Mondego;

7- Programa de Oncobiologia Celular e Molecular, Instituto Nacional de Câncer, Rio de Janeiro, Brasil;

8-Department of Pathology, Medical Faculty of the University of Porto;

9- Department of Pathology, Hospital de S.João.

Abstract:

mTOR pathway is overactivated in thyroid cancer (TC). We previously demonstrated that phospho-mTOR expression is associated with tumor aggressiveness, therapy resistance and lower mRNA expression of SLC5A5 in papillary thyroid carcinoma (PTC), while phospho-S6 (mTORC1 effector) expression was associated with less aggressive clinicopathological features. The distinct behavior of the two markers led us to hypothesize that mTOR activation may be contributing to a preferential activation of mTORC2 complex.

To approach this question, we performed immunohistochemistry for phospho-AKT Ser473 (mTORC2 effector) in a series of 182 PTCs previously characterized for phospho-mTOR and phospho-S6 expression. We evaluated the impact of each mTOR complex on SLC5A5 mRNA expression by treating cell lines with RAD001 (mTORC1 blocker) and Torin 2 (mTORC1 and mTORC2 blocker).

Phospho-AKT Ser473 expression was positively correlated with phospho-mTOR expression. Nuclear expression of phospho-AKT Ser473 was significantly associated with the presence of distant metastases. Treatment of cell lines with RAD001 did not increase SLC5A5 mRNA levels, whereas Torin2 caused a ~6fold increase of SLC5A5 mRNA expression in TPC1 cell line.

In PTC, phospho-mTOR activation may be leading to the activation of mTORC2 complex. Its downstream effector, phospho-AKT Ser473 may be implicated in distant metastization, therapy resistance and downregulation of SLC5A5 mRNA expression.

Revista: International Journal of Molecular Sciences

Link: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29757257