Ruolo della metilazione del DNA nella regolazione di SLC22A17 nel melanoma cutaneo

Il melanoma cutaneo rappresenta una delle forme più letali di cancro della pelle a causa della sua elevata invasività e tendenza alla metastatizzazione. Nonostante i recenti progressi nei programmi di screening e lo sviluppo di strategie terapeutiche innovative (ad esempio target therapy ed immunoterapia) abbiano permesso di migliorare la gestione dei pazienti affetti da tumore, i tassi di incidenza e mortalità del melanoma sono in costante aumento in tutto il mondo, evidenziando la necessità di nuovi biomarcatori diagnostici e prognostici, nonché di nuovi potenziali target terapeutici. A questo proposito, un numero crescente di studi ha recentemente messo in evidenza che lo sviluppo del melanoma cutaneo è associato non solo a mutazioni genetiche ma anche ad alterazioni epigenetiche che possono indurre la disregolazione di oncogeni e geni soppressori del tumore, nonché l'attivazione di diverse vie di segnalazione coinvolte nello sviluppo e progressione del cancro. Tra le alterazioni epigenetiche, la metilazione del DNA è la più caratterizzata e svolge un ruolo critico nella regolazione dei geni correlati al cancro. Come ampiamente riportato in letteratura, l'ipometilazione del promotore è strettamente associata all'attivazione di oncogeni. Allo stesso modo, la metilazione intragenica sembra essere attivamente coinvolta nei processi di regolazione trascrizionale; tuttavia, il suo ruolo funzionale non è stato ancora completamente chiarito. Diversi studi hanno riportato che i geni correlati al microambiente tumorale sono regolati epigeneticamente dalla metilazione del DNA, tra cui la gelatinasi associata alla lipocalina (NGAL) e il suo recettore Solute Carrier Family 22 Member 17 (SLC22A17), entrambi coinvolti nell'omeostasi del ferro mediandone l'afflusso o l'efflusso attraverso la membrana cellulare. Su queste basi, il presente studio ha voluto indagare il ruolo della metilazione del DNA nella regolazione dell'espressione genica di SLC22A17 nel melanoma cutaneo, nonché il coinvolgimento dell'asse NGAL/SLC22A17 nell'omeostasi del ferro e nella ferroptosi. A tal fine, sono state condotte analisi bioinformatiche utilizzando i dataset The Cancer Genome Atlas (TCGA) e Gene Expression Omnibus (GEO) per valutare l'espressione di SLC22A17 e il profilo di metilazione del DNA nel melanoma cutaneo e identificare hotspots di metilazione come potenziali biomarcatori diagnostici e prognostici. Inoltre, sono stati condotti studi funzionali in vitro su diverse linee cellulari di melanoma per valutare la correlazione tra la metilazione del DNA e l'espressione di SLC22A17 mediante il trattamento con l'agente demetilante 5-azacitidina (5-Aza), mentre l'ammonio ferrico citrato, 1S,3R-RSL 3 ed Erastin hanno permesso di esplorare il ruolo dell'asse NGAL/SLC22A17 nell'omeostasi del ferro e nella ferroptosi. In particolare, l'effetto degli attivatori della ferroptosi è stato valutato in cellule A375 trasfettate con NGAL e le varianti 1, 2 e 3 di SLC22A17. È stato inoltre condotto uno studio di validazione analizzando i livelli di metilazione dell'hotspot cg17199325 identificato in silico in campioni FFPE di melanoma e nevi mediante il saggio custom Methylation-Sensitive Restriction Enzyme-droplet digital PCR (MSRE-ddPCR) per valutarne la rilevanza clinica come biomarcatore epigenetico per il melanoma cutaneo. Le analisi computazionali hanno mostrato una significativa downregolazione di SLC22A17 nei pazienti affetti da melanoma rispetto ai controlli sani, suggerendo che SLC22A17 potrebbe agire come gene soppressore del tumore. Inoltre, è stata osservata una forte correlazione positiva tra l'espressione di SLC22A17 e la metilazione intragenica. I risultati bioinformatici sono stati ulteriormente confermati dallo studio in vitro su cellule di melanoma trattate con 5-Aza, dimostrando che l'espressione di SLC22A17 è strettamente regolata dallo stato di metilazione del DNA sia del promotore che del corpo del gene. È interessante notare che l'analisi MSRE-ddPCR ha rivelato che i livelli di metilazione del DNA dell'hotspot cg17199325 erano più elevati nei campioni FFPE di melanoma rispetto ai nevi e correlati alla progressione della malattia. Infine, le cellule A375 che overesprimevano la variante 3 di SLC22A17 (A375Empty/SLC22A17Var3) mostravano un aumento della resistenza al trattamento con ammonio ferrico citrato e 1S,3R-RSL 3. Tuttavia, la sensibilità basale è stata ripristinata dalla concomitante overespressione di NGAL (A375NGAL/SLC22A17Var3), indicando che l'asse NGAL/SLC22A17 potrebbe svolgere un ruolo critico nella ferroptosi delle cellule di melanoma. Nel complesso, i risultati di questo studio indicano che l'hotspot cg17199325 potrebbe rappresentare un promettente biomarcatore diagnostico del melanoma cutaneo, evidenziando il ruolo regolatorio della metilazione del DNA sull'espressione del gene SLC22A17. Tuttavia, i risultati ottenuti finora devono essere validati clinicamente in una coorte più ampia di pazienti affetti da melanoma. Inoltre, il coinvolgimento della variante 3 di SLC22A17 nella resistenza alla ferroptosi potrebbe aprire la strada allo sviluppo di nuove strategie efficaci per il trattamento dei pazienti affetti da melanoma.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2024

Author dc:creator

• LAVORO, ALESSANDRO

Contributors dc:contributor

• STEFANI, Stefania

• Cutaneous melanoma
• SLC22A17
• DNA methylation
• Biomarker
• Epigenetic
• Ferroptosis
• Melanoma cutaneo
• Metilazione del DNA
• Biomarcatori
• Epigenetica
• Ferroptosi

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

ita

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/597870

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/597870