Il fenotipo delle T-cells mediato da STAT3 nel Linfoma Anaplastico a Grandi Cellule (ALCL)

The ectopical activation of the Anaplastic Lymphoma Kinase (ALK) gene has a key role in the generation and maintenance of the neoplastic phenotype of Anaplastic Large Cell Lymphoma (ALCL). The oncogenity of NPM-ALK fusion protein and other ALK chimeras in ALCL is due to the constitutive activation of the ALK catalytic domain, resulting in an enhanced cell proliferation and survival. ALK-mediated transformation occurs through the activation of specific downstream molecules and pathways, among which Ras-ERK, JAK3-STAT3 and PI3K-Akt pathways. STAT3 plays an essential role in NPM-ALK mediated ALCL tumorigenesis, and its activity is absolutely required for the maintenance of the neoplastic phenotype of ALCL cells. Based on our Gene Expression Profiling data generated in the laboratory, we compared different profiles obtained using either ALK or STAT3 silencing strategies, showing that two third of ALK-regulated genes are also regulated/required by the STAT3 expression. In this study we report that NPM-ALK upregulates JunB expression through the Ras pathway and activates AP-1 complexes and CEBP/β expression. To elucidate putative relationships among these factors, we took advantage of a computational method for the genome-wide identification of functional transcription factor binding sites to identify putative DNA bindings sites within the promoter region of several genes. Among them, we identified predicted STAT3 and Jun-B binding sites associated with the promoter of the Tumor Necrosis Factor Receptor (TNF-R) family member CD30. CD30 is an invariable feature of ALCL and itis exclusively expressed in ALCL and in the Reed-Sternberg cells of Hodgkin Disease. Using a STAT3 inducible shRNA based methods and a ChIP assay, we hypothesized that activated JunB, STAT3 and CEBP/β bind to the promoter of CD30, enhancing synergistically its transcription. We are currently performing a biochemical validation of the predicted binding sites. These findings might demonstrate a novel role of oncogenic tyrosin kinases in lymphomas, by inducing transcription of TNFR family members through a network of signaling pathways mainly based on AP-1 complexes, STAT3 and CEBP/β activation.

L'attivazione ectopica del gene della Chinasi del Linfoma Anaplastico (ALK) ha un ruolo chiave nello sviluppo e nella progressione del fenotipo del Linfoma Anaplastico a Grandi Cellule (ALCL). L'oncogenicità della proteina di fusione NPM-ALK e di altre chimere negli ALCL è dovuta ad una costitutiva attivazione del dominio catalitico di ALK, provocando un'aumentata proliferazione e sopravvivenza. La trasformazione in senso neoplastico è mediata attraverso specifiche molecole e vie di segnalazione a valle della proteina, tra cui Ras-ERK, JAK3-STAT3 e PI3K-Akt. STAT3 svolge un ruolo fondamentale nel processo di tumorigenesi svolto da NPM-ALK e la sua attivazione è assolutamente richiesta per lo sviluppo del fenotipo neoplastico delle cellule degli ALCL. Sulla base dei dati di Gene Expression Profiling del nostro laboratorio, abbiamo confrontato diversi profili di espressione ottenuti con strategie di silenziamento sia di ALK che di STAT3, dimostrando che due terzi dei geni regolati da ALK sono anche regolati dall'espressione di STAT3. In questo studio abbiamo dimostrato che NPM-ALK regola positivamente l'espressione di JunB attraverso la via di segnalazione di Ras, attivando il complesso AP-1 e di regolare anche l'espressione di un fattore di trascrizione di CEBP/β. Per chiarire le relazioni tra questi fattori abbiamo fatto uso di un metodo computazionale esteso a tutto il genoma per l'identificazione di siti di legame funzionali per fattori di trascrizione nella regione del promotore di specifici geni. Tra questi abbiamo predetto dei siti di legame per STAT3 e JunB sul promotore del CD30, appartenente alla famiglia dei recettori per i fattori di necrosi tumorale (TNF-R). Il CD30 è esclusivamente espresso negli ALCL e nelle cellule di Reed-Sternberg della malattia di Hodgkin e facilita la crescita delle cellule neoplastiche inibendo la risposta anti-tumorale mediata dalle cellule T. In base ai nostri dati ipotizziamo che JunB, STAT3 e CEBP/β si leghino al promotore del CD30, aumentandone sinergicamente la sua trascrizione. Utilizzando il metodo dell'RNA interference per STAT3, in linee cellulari di ALCL, e la tecnica di immunoprecipitazione della cromatina (ChIP), abbiamo validato biochimicamente i siti di legame precedentemente predetti. Questi risultati possono dimostrare un nuovo ruolo della tirosina chinasi oncogenica nei linfomi, inducendo la trascrizione dei membri della famiglia dei TNFR attraverso una fitta rete di vie di segnalazione basata principalmente sull'attivazione dei complessi AP-1, STAT3 e CEBP/β .