Ruolo di Glutaredossina-2 nella trasformazione tumorale oncocitaria

Gli oncocitomi sono tumori epiteliali caratterizzati da un accumulo di mitocondri strutturalmente e funzionalmente compromessi, a prognosi generalmente benigna. Le cause genetiche della trasformazione oncocitaria sono tuttora sconosciute; pertanto, lo studio di oncocitomi in contesti familiari sindromici è utile nella ricerca dei determinanti genetici predisponenti il fenotipo. Diversi membri di una famiglia affetta da sindrome dell’iperparatiroidismo con tumore della mandibola (HPT-JT), dovuta ad un'ampia delezione in CDC73, hanno mostrato recidiva di tumori paratiroidei oncocitari. Il sequenziamento dell’esoma ha escluso mutazioni private della famiglia; all'interno della delezione ereditata, tuttavia, sono stati individuati elementi regolatori del gene glutaredossina 2 (GLRX2), codificante un'isoforma mitocondriale deputata alla deglutationilazione proteica reversibile -modificazione modulante l’attività di numerosi target- il cui ruolo nel cancro non è noto. La proteina è risultata assente in tutti i tumori e dimezzata nei tessuti sani dei soggetti. Per indagare se la sua assenza alteri la deglutationilazione proteica predisponendo al fenotipo oncocitario, sono stati generati modelli cellulari TPC1 e HCT116 GLRX2 KO in cui sono stati riscontrati un ridotto tasso proliferativo ed un'alterata glutationilazione proteica, particolarmente in seguito a stress ossidativo. Un esperimento pilota in vivo ha mostrato cellule KO oncocitoidi, con mitocondri morfologicamente alterati, suggerendo che l’alterazione redox innescata dall’assenza di GLRX2 possa indurre una disfunzione metabolica mitocondriale tale da mimare quelle osservate negli oncocitomi. L’analisi proteomica ha individuato diversi target di glutationilazione nei campioni KO identificando proteine del ciclo di Krebs e della catena respiratoria mitocondriale. In particolare, una marcata glutationilazione del complesso della piruvato deidrogenasi (PDHc) è stata correlata ad una ridotta sintesi di ATP dipendente da piruvato. Considerando l'importanza dello stress ossidativo nella fisiopatologia del cancro ed il ruolo del glutatione nella risposta antiossidante, GLRX2 rappresenta un potenziale candidato nella regolazione del metabolismo ossidativo nelle cellule tumorali esposte allo stress e nella modulazione del fenotipo tumorale.

Comprehensive characterization of SDH-deficient GIST using NGS data and iPSC models

Gastrointestinal stromal tumors (GIST) are the most common di tumors of the gastrointestinal tract, arising from the interstitial cells of Cajal (ICCs) or their precursors. The vast majority of GISTs (75–85% of GIST) harbor KIT or PDGFRA mutations. A small percentage of GIST (about 10‐15%) do not harbor any of these driver mutations and have historically been called wild-type (WT). Among them, from 20% to 40% show loss of function of the succinate dehydrogenase complex (SDH), also defined as SDH‐deficient GIST. SDH-deficient GISTs display distinctive clinical and pathological features, and can be sporadic or associated with Carney triad or Carney-Stratakis syndrome. These tumors arise most frequently in the stomach with predilection to distal stomach and antrum, have a multi-nodular growth, display a histological epithelioid phenotype, and present frequent lympho-vascular invasion. Occurrence of lymph node metastases and indolent course are representative features of SDH-deficient GISTs. This subset of GIST is known for the immunohistochemical loss of succinate dehydrogenase subunit B (SDHB), which signals the loss of function of the entire SDH-complex. The overall aim of my PhD project consists of the comprehensive characterization of SDH deficient GIST. Throughout the project, clinical, molecular and cellular characterizations were performed using next-generation sequencing technologies (NGS), that has the potential to allow the identification of molecular patterns useful for the diagnosis and development of novel treatments. Moreover, while there are many different cell lines and preclinical models of KIT/PDGFRA mutant GIST, no reliable cell model of SDH-deficient GIST has currently been developed, which could be used for studies on tumor evolution and in vitro assessments of drug response. Therefore, another aim of this project was to develop a pre-clinical model of SDH deficient GIST using the novel technology of induced pluripotent stem cells (iPSC).