Μελέτη του ρόλου των ρυθμιζόμενων μέσω WNT lnc-RNA στην ομοιόσταση και στον καρκίνο του εντέρου

Το κανονικό μονοπάτι της σηματοδότησης WNT διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στην αυτο-ανανέωση του εντερικού επιθηλίου, επηρεάζοντας γονιδιακές αποκρίσεις που εμπλέκονται στη διαφοροποίηση, τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και τη διατήρηση των βλαστοκυττάρων. Ωστόσο, παρά τον κρίσιμο ρόλο του στη διατήρηση της ομοιόστασης των οργανισμών και παρότι η ανώμαλη ενεργοποίηση του αποτελεί πρωταρχικό παράγοντα για την ανάπτυξη καρκίνου του παχέος εντέρου, οι μηχανισμοί που εμπλέκονται στην από WNT μεσολαβούμενη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης δεν έχουν αποσαφηνιστεί πλήρως. Πλέον γνωρίζουμε ότι μια πληθώρα από τα γονίδια και τις ρυθμιστικές περιοχές που προσδένονται από το σύμπλοκο β-κατενίνης/TCF4 εδράζονται σε μη κωδικές περιοχές του γονιδιώματος, όπως πχ σε γονίδια που μεταγράφουν μακρά μη-κωδικά RNA (long non-coding RNAs, lnc-RNAs) τα οποία συμμετέχουν σε από WNT μεσολαβούμενες μεταγραφικές αποκρίσεις. Η παρούσα διδακτορική διατριβή εστιάστηκε στο χαρακτηρισμό του πυρηνικού lnc-RNA WiNTRLINC1. Το γονίδιο του WiNTRLINC1 αποτελεί άμεσο στόχο των β-κατενίνη/ΤCF4 και η έκφραση του αυξάνεται σημαντικά στον καρκίνο του παχέος εντέρου, υποδηλώνοντας ότι δρα ως ογκογονίδιο. Το WiNTRLINC1 μεσολαβεί στη ρύθμιση της έκφρασης του γειτονικού του γονιδίου ASCL2, το οποίο κωδικοποιεί έναν μεταγραφικό παράγοντα απαραίτητο για τη διατήρηση των βλαστοκυττάρων του εντέρου. Πιο συγκεκριμένα, το WiNTRLINC1 αλληλεπιδρά με το σύμπλοκο β-κατενίνης/TCF4 έτσι ώστε όλα μαζί να συμμετάσχουν στο σχηματισμό ενός χρωματινικού βρόχου. Αυτός ο βρόχος φέρνει κοντά τον υποκινητή του WiNTRLINC1 με τον ενισχυτή που εδράζεται στο 3’ άκρο του ASCL2, αυξάνοντας την έκφραση του τελευταίου. Η πρωτεΐνη ASCL2 ενεργοποιεί μεταγραφικά με τη σειρά της την έκφραση του WiNTRLINC1, κλείνοντας ένα θετικό ρυθμιστικό κύκλωμα. Ο ρυθμιστικός άξονας των WiNTRLINC1/ASCL2 είναι υπέρ-ενεργός σε ασθενείς με καρκίνο του παχέος εντέρου και σχετίζεται με μειωμένη επιβίωση των ασθενών. Κατά συνέπεια, αποκαλύπτεται η πιθανή προγνωστική και θεραπευτική αξία του συγκεκριμένου lnc-RNA στην αντιμετώπιση του καρκίνου του εντέρου. Η έρευνα μας σχετικά με τα lnc-RNA που ρυθμίζονται από τον καταρράκτη σηματοδότησης WNT αποκάλυψε ένα άλλο lnc-RNA, το lnc-IGSF9, ως ένα αρνητικό στόχο του μονοπατιού WNT, η έκφραση του οποίου μειώνεται σε ασθενείς με καρκίνο του παχέος εντέρου. Η αύξηση των επιπέδων έκφρασης του lnc-IGSF9 σε εντερικές καρκινικές σειρές ενεργοποιεί την έκφραση πολλών γονιδίων που σχετίζονται με την κυτταρική προσκόλληση, προάγοντας τελικά την διαφοροποίηση των κυττάρων. Από τα γονίδια των οποίων η έκφραση αυξήθηκε ξεχωρίσαμε αυτό του IGSF9, που είναι εντοπισμένο σε κοντινή απόσταση από το lnc-IGSF9, ως ένα πιθανό μεσολαβητή της λειτουργίας του παραπάνω lnc-RNA. Η πρωτεΐνη IGSF9 ανήκει στα μόρια κυτταρικής προσκόλλησης και η μειωμένη έκφρασή της συσχετίζεται στενά με την ανάπτυξη καρκίνου του παχέος εντέρου. Περαιτέρω λειτουργικά πειράματα απέδειξαν ότι τα γονίδια των lnc-IGSF9 και IGSF9 ακολουθούν ένα παρόμοιο πρότυπο έκφρασης τόσο σε υγιείς όσο και σε καρκινικούς ιστούς. Μάλιστα, το lnc-IGSF9 βρέθηκε ότι είναι απαραίτητο για την έκφραση της πρωτεΐνης IGSF9, όχι όμως και το αντίστροφο. Επιπλέον, ο εντερο-ειδικός μεταγραφικός παράγοντας CDX2 βρέθηκε να ρυθμίζει την έκφραση των δύο παραπάνω μορίων μέσω της άμεσης αλληλεπίδρασής του με το lnc-IGSF9. Συμπερασματικά, χρειάζονται περαιτέρω πειράματα για να αποσαφηνίσουμε τον ακριβή μηχανισμό δράσης του lnc-IGSF9 και να βρούμε πως οι πρωτεΐνες CDX2 και IGSF9 εμπλέκονται σε αυτόν ώστε να καταστείλουν την καρκινογένεση στο έντερο.