La via di segnalazione di PI3K/AKT è attivata da una grande varietà di segnali extracellulari e regola fondamentali funzioni cellulari come: trascrizione, proliferazione, traduzione, crescita, migrazione e sopravvivenza. Alterazioni di alcuni elementi di questa via possono portare a una regolazione aberrante del comportamento cellulare e potenzialmente causare neoplasie. In particolare, in diversi tipi di tumori, ad esempio nel carcinoma prostatico, sono state riscontrate diverse mutazioni di membri di questa via, come la delezione di PTEN.
All'interno di questo ¿pathway¿ la proteina PDK1 gioca un ruolo centrale. PDK1 è una serina-treonina chinasi ubiquitariamente espressa che fosforila e attiva AKT, p70S6K, SGK, p90RSK e le PKC atipiche. Pur non essendo un oncogene, PDK1 ha un ruolo importante in diversi tipi di tumore. In particolare, è stata evidenziata un'amplificazione del locus 16p13.3, che codifica per PDK1, in metastasi localizzate ai linfonodi derivate da tumori prostatici
Lo scopo del lavoro è stato quello di studiare il ruolo di PDK1 nella tumorigenesi prostatica. A tale scopo, sono state utilizzate tre linee cellulari umane di tumore alla prostata, LNCaP, DU145 e PC3, che presentano diverse caratteristiche di tumorigenicità, disseminazione metastatica e sensibilità agli androgeni. Il ruolo di PDK1 è stato studiato attraverso l'inibizione chimica della sua attività chinasica o il silenziamento genico tramite short hairping RNA (shRNA).
L'inibizione o il silenziamento di PDK1 determinano una diminuzione della vitalità e della capacità angiogenica delle cellule prostatiche. Infatti i terreni condizionati delle cellule silenziate per PDK1 hanno una ridotta abilità nell'indurre la migrazione delle cellule endoteliali e la formazione di strutture capillari da aorta murina.
Questo dipende dalla minore quantità di VEGF-A prodotta dalle cellule silenziate per PDK1 rispetto a quelle di controllo. Infine, le cellule silenziate per PDK1, inoculate sottocute in topi immunocompromessi, formano tumori più piccoli rispetto alle cellule di controllo. L'analisi biochimica evidenzia che il silenziamento di PDK1 riduce la fosforilazione di AKT sulla treonina 308 e di RSK1 sulla serina 221.
In conclusione, abbiamo dimostrato che PDK1 riveste un ruolo importante nella tumorigenesi prostatica poiché regola sia la vitalità delle cellule prostatiche sia la produzione di VEGF-A, e potenzialmente l'angiogenesi, indotta dalle stesse cellule prostatiche. Per questo motivo, PDK1 può essere considerato un obiettivo interessante per l'inibizione terapeutica della progressione del cancro alla prostata.
The PI3K/AKT signaling pathway is activated by many extracellular signals and regulates fundamental cellular functions such as transcription, proliferation, translation, growth, migration and survival. Alterations in some elements of this pathway can lead to aberrant regulation of cell behavior and potentially cause cancer. In several types of tumors, for example in prostate cancer, different mutations of members of this pathway have been found, such as the deletion of PTEN.
Within this pathway, the protein PDK1 plays a central role. PDK1 is a serine - threonine kinase ubiquitously expressed that phosphorylates and activates AKT, p70S6K, SGK, p90RSK and atypical PKC.
PDK1 is not an oncogene but has an important role in several types of cancer. In particular, it has been discovered an amplification of the locus 16p13.3, encoding PDK1, in metastases to lymphnodes secondary to prostate cancers.
The aim of this study has been to evaluate the role of PDK1 in prostate tumorigenesis.
For this purpose, we used three cell lines of human prostate cancer, LNCaP- DU145 and PC3, which show different features of tumorigenicity, metastatic dissemination and sensitivity to androgens.
The role of PDK1 has been studied either through chemical inhibition of its kinase activity or gene silencing mediated by shRNA (short hairping RNA).
Both the inhibition and silencing of PDK1 caused a decrease in the viability and in the angiogenesis ability of prostate cells. In addition, the conditioned media of PDK1 silenced cells induced less migration of endothelial cells and less formation of sprouts from mouse aortic ring. This effect depended on the lesser amount of VEGF-A produced by the PDK1 silenced cells compared to control cells.
Finally, the cells silenced for PDK1, inoculated subcutaneously in immunocompromised mice, gave rise to smaller tumors compared to control cells. Biochemical analysis showed that the silencing of PDK1 reduced phosphorylation of AKT on threonine 308 and RSK1 on serine 221.
In conclusion, PDK1 plays an important role in prostatic tumorigenesis as it regulates both the viability of prostate cells and the production of VEGF-A, and potentially angiogenesis, induced by the same prostatic cells. For this reason, PDK1 could be a good candidate for therapeutic inhibition of prostate cancer progression.