Influencia de la ruta Hedgehog-Gli en tumores gliales

Introducción Los astrocitomas de alto grado son los tumores intrínsecos más frecuentes en el cerebro adulto con una supervivencia media alrededor de 14,2 meses. Desde el aislamiento de las células madre tumorales (CMT) de glioblastomas (GBM) como población minoritaria implicada en el origen y mantenimiento de la masa tumoral, hay un interés creciente en el estudio de la ruta clásicamente implicada en desarrollo Hedgehog-Gli (Hh-Gli) con gran controversia en la literatura en cuanto a su papel. Hh-Gli se ha visto alterada en distintos tumores malignos y algunos trabajos apuntan a una reducción tumoral in vitro e in vivo en GBM con la aplicación de distintos inhibidores de esta ruta. En este trabajo se analiza el papel de intermediarios de la ruta Hh-Gli en una serie de tumores gliales y CMT procedentes de pacientes intervenidos en el Hospital Universitario La Fe de Valencia a partir de enero de 2008. Material y métodos Se estudiaron 43 tumores gliales (32 GBM, 7 astrocitomas anaplásicos, 4 gliomas de bajo grado) y 12 controles (4 de sustancia blanca, 4 de sustancia gris, 4 de hipocampo) procedentes de pacientes adultos con esclerosis mesial del lóbulo temporal a los que se les realizó lobectomía temporal y amigdalohipocampectomía. Tras comprobar la anatomía patológica tumoral se aislaron y crecieron CMT a partir de muestras frescas de GBM. Se confirmó que las características de estas células era consistente con la definición de CMT mediante ensayos de multipotencialidad y evaluación de la capacidad para formar tumores cerebrales en ratones nude. Se diseñaron primers de los intermediarios de la ruta Hh-Gli y se cuantificó la expresión de los mismos mediante Real Time PCR tanto en tumores y controles como en líneas de CMT y células madre neurales. Posteriormente se realizó un estudio estadístico sobre diferentes parámetros clínicos (demográficos, tumorales, pronósticos y de seguimiento) y se compararon con los análisis de expresión de intermediarios de la ruta Hh-Gli. Resultados 26 de 43 tumores mostraron disregulación Hh-Gli. Gli1, Gli2 y SMO se encuentran significativamente elevados en tumores. El análisis de las 4 líneas de CMT ha mostrado un incremento de los efectores de Hh-Gli con los sucesivos pases in vitro. Importantes características clínicas se han relacionado con Hh-Gli: Sufu, supresor tumoral, se encuentra sobreexpresado en tumores diseminados a través de los tractos de sustancia blanca al diagnóstico y Smo con un mayor tamaño tumoral, ambos factores implicados en el pronóstico. Conclusiones La ruta Hh-Gli está sobreexpresada en la mayoría de tumores gliales. Variables clínicas estudiadas relacionadas con la ruta y correlaciones entre los diferentes intermediarios, permiten establecer una nueva hipótesis de disregulación de la ruta que podría ayudar en el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas.

Introduction Glioblastoma(GBM) is the most common primary malignant brain tumor in adults accounting for 12-15% of all intracranial neoplasms. Since the isolation of tumor stem cells(TSC) from GBM, numerous works have been focusing on this subpopulation of cells instead of the tumor bulk. Certain signals involved classically in embryonic development like Notch, BMP, Noggin, Eph/ephrins and Hedgehog-Gli(Hh-Gli) seem to be important in maintaining neural stem cell(NSC) niches and might play an important role in brain tumors. The aim of the present study is to analyze the expression of Hh-Gli intermediates in a series of human glioma and TSC derived from some of them. Materials and methods We studied 43 astrocytomas(39 high-grade and 4 low-grade) and 12 controls: 4 white matter, 4 grey matter and 4 hippocampus (from adult epileptic patients with mesial temporal sclerosis), one culture of NSC from WM and NSC from hippocampus. After the histological diagnosis, TSC were cultured. We designed primers of the intermediates of the Hh-Gli pathway: Patch1, Smoothened(Smo), Gli1, Gli2, Sufu and the stem cell marker CD133. The transcription of these genes in tumors, TSC and controls was quantified with Real-Time PCR. We demonstrated the multipotentiality of the TSC with differentiation assays in vitro and oncogenicity in athymic mice. Demographic, clinical and radiologic characteristics were obtained from the patient’s clinical record. All the data were statistically analyzed. Results 26 out of 43 tumours showed dysregulation of some of the intermediates of Hh-Gli. Gli1, Gli2 and Smo were significantly up-regulated in tumors compared to controls. The analysis of 4 lineages of TSC has shown an increase of effectors of Hh-Gli with serial passages in vitro. Several important clinical characteristics were related to Hh-Gli: Sufu, a tumor suppressor, was up-regulated in disseminated tumors across white matter fibers at diagnosis and Smo with an increased tumor size, both factors involved in patient’s prognosis. Conclusions An up-regulation in transcription of Hh-Gli intermediates was demonstrated in 60,46% of tumors. More studies in vitro and in vivo have to confirm if Sufu has a direct influence in tumor dissemination or growth. Data obtained from TSCs culture also reveal that Hh-Gli intermediates are not only dysregulated in tumor bulk, which supports the hypothesis of the influence of developmental pathways in TSC. These data open an interesting investigation line towards drug discovery with Hh-Gli inhibitors.