Un interruttore di ZFP36L2 permette alle cellule intestinali di tornare allo stato staminale durante la guarigione e la diffusione del cancro

Perché è importante: la plasticità cellulare è un segno distintivo del cancro, ma gli interruttori molecolari che permettono alle cellule differenziate di cambiare identità sono ancora poco compresi. Nell'intestino, le cellule differenziate sopravvissute a un danno possono dedifferenziarsi in cellule staminali intestinali (ISC) LGR5+. Le cellule del cancro del colon-retto (CRC) sfruttano la stessa via per dare origine a metastasi e farle ricrescere. Le metastasi che invece adottano stati non canonici di tipo squamoso o neuroendocrino sono comuni e associate a esiti peggiori.

Cosa è stato studiato: gli autori hanno scoperto che ZFP36L2, una proteina legante l'RNA che riconosce gli elementi ricchi di AU, è il gene più espresso nelle cellule tumorali simili alle ISC. È co-espresso con i geni della risposta allo stress AP-1 (FOS, FOSB, MYC, EGR1, ATF3, DUSP1) nei dati a singola cellula di colon normale e di CRC. Hanno testato la funzione nel colon di topo con knockout di Zfp36l2 specifico dell'epitelio (Vil1-cre), usando la colite da destrano solfato di sodio (DSS) e l'ablazione delle cellule LGR5+ con tossina difterica (Lgr5-DTR). Hanno inoltre utilizzato organoidi. Nel CRC umano hanno impiegato quattro linee di organoidi derivate da pazienti (due primarie, due derivate da metastasi) con knockdown inducibile tramite shRNA, oltre al knockout con CRISPR. Hanno condotto esperimenti di xenotrapianto in topi NSG con impianto ortotopico nel cieco, inoculo intrasplenico e metastasi spontanee, ed esaminato campioni di pazienti.

Risultati principali: nei topi, ZFP36L2 aumentava durante il danno ed era riespresso nei compartimenti di transito-amplificazione e della base delle cripte prima del ritorno di Lgr5. I topi knockout avevano una morfologia basale normale ma meno cellule LGR5+. Dopo DSS mostravano una maggiore perdita di peso, un recupero incompleto, accorciamento di colon e cieco, infiammazione persistente e perdita di cripte. Dopo l'ablazione delle cellule LGR5+ rigeneravano LGR5 in modo scarso, e gli organoidi derivati da cellule knockout ricostituivano organoidi meno numerosi e più piccoli. Nel CRC, il knockdown riduceva la crescita degli organoidi di tumori primari canonici, ma non di quelli derivati da metastasi. Riduceva fortemente l'attecchimento delle metastasi epatiche e polmonari, con una perdita prolungata del segnale precoce nei topi, anche se rare cellule sopravvissute in seguito ricrescevano. Gli organoidi con knockdown non riuscivano a riesprimere i marcatori delle ISC (LGR5, ASCL2, AXIN2) durante la dedifferenziazione e mantenevano i marcatori di differenziazione. Gli organoidi e le metastasi knockout mostravano più KRT20 e CHGB neuroendocrina, e i knockout con CRISPR mostravano programmi squamosi e osteoblastici. Nelle metastasi dei pazienti, la mutazione di ZFP36L2 era associata a livelli più bassi di LGR5 e più alti di CHGB e CK5, di solito in cluster cellulari distinti.

Implicazioni: ZFP36L2 sembra collegare il rilevamento dello stress mediato da AP-1 al rientro nello stato di ISC. La sua perdita è svantaggiosa per i tumori primari a lignaggio ristretto, ma può selezionare una crescita metastatica plastica e non canonica. L'abstract riporta inoltre che ZFP36L2 si lega agli mRNA associati allo stress ricchi di AU e forma condensati dinamici legati alla degradazione dell'mRNA e alla conclusione della risposta allo stress. Il testo fornito si interrompe prima di questi dati.

Limiti: gran parte del lavoro si basa su modelli murini, xenotrapianti in animali immunodeficienti e organoidi. L'analisi delle mutazioni nell'uomo poggia su numeri esigui (8 casi wild-type e 4 mutati), e i dati meccanicistici sui condensati non hanno potuto essere valutati a partire dal testo fornito.