Implication of Tau in EGFR signaling pathway. (Il coinvolgimento di Tau nella cascata di trasduzione del segnale dell'EGFR)

The protein Tau has been extensively studied for its implication in tauopathies, a group of neurodegenerative disorders with the most prevalent example represented by Alzheimer’s disease. Tauopathies are characterized by the deposition in the brain of a hyperphosphorylated and fibrillar form of Tau in neurofibrillary tangles. Several recent evidences indicate that Tau may also be involved in the pathogenesis of cancer. In particular, the expression of Tau appears associated to a milder aggressive behavior of glioblastoma and Tau may interfere with the Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) signaling pathway. EGFR is also known as Erb1/HER1, a transmembrane receptor tyrosine kinase of the ERbB family and it plays a critical role in multiple cancers. The goal of my thesis was to assess experimentally the potential implication of Tau in the EGFR signaling pathway. In order to do this, I first established successfully several assays apt to study at different levels EGFR signaling upon its activation in the presence of EGF: 1) the phosphorylation and localization of EGFR; 2) the activation of downstream markers of distinct signaling pathways; 3) the functional impact of EGFR activation. As a cellular model, I used the neuroblastoma cell line SH-SY5Y, because the hosting laboratory already produced Tau-deficient cells (knock-out, knock-down) facilitating the study of Tau. Following the optimization of these assays, we compared EGFR signaling in SH-SY5Y cells with normal or deficient Tau expression. Our finding demonstrated that the expression of Tau affects EGFR activation. In particular we found an influence of Tau expression at the level of EGFR activation/phosphorylation as well as on functional readouts such as EGF-dependent proliferation and migration. These promising data support a role of Tau in EGFR signaling in neuroblastoma cells and are the basis for future studies aimed at defining the molecular mechanisms involved in this modulation that is likely to impact on the pathogenesis of cancer.

La proteina Tau è stata ampiamente studiata per il suo coinvolgimento nelle taupatie, un gruppo di malattie neurodegenerative, il cui più comune esempio è rappresentato dalla malattia di Alzheimer. Le taupatie sono caratterizzate dal deposito nel cervello di una forma fibrillare e iperfosforilata di Tau, i grovigli neurofibrillari. Numerose recenti evidenze indicano che Tau passo anche essere coinvolta nella patogenesi del cancro. In particolare, sembra che l’espressione di Tau sia associata a un comportamento leggermente meno aggressivo del glioblastoma e che Tau possa interferire con la via di trasduzione del segnale del Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR). L’EGFR, conosciuto anche come Erb1/HER1, è un recettore transmembrana tirosin-chinasico della famiglia di recettori ERbB, ha un ruolo critico in numerosi tipi di cancro. L’obiettivo della mia tesi è stato accertare sperimentalmente la potenziale implicazione di Tau nella cascata del segnale dell’EGFR. Per fare questo, per prima cosa ho svolto con successo numerosi esperimenti atti a studiare a differenti livelli la cascata del segnale dell’EGFR in seguito alla sua attivazione in presenza di EGF: 1) la fosforilazione e localizzazione del recettore; 2) l’attivazione delle proteine a valle della cascata del segnale; 3) l’impatto funzionale dell’attivazione dell’EGFR. È stata utilizzata come modello cellulare la linea cellulare di neuroblastoma SH-SY5Y, in quanto nel laboratorio dove ho svolto l’internato di tesi erano già state prodotte delle linee knock-out e knock-down per la Tau, in modo da facilitare lo studio di questa proteina. A seguito dell’ottimizzazione di questi protocolli sperimentali, abbiamo comparato il segnale di EGFR nella linea cellulare SH-SY5Y con espressione normale o ridotta di Tau. I nostri risultati hanno dimostrato che l’espressione di Tau influenza l’attivazione dell’EGFR. In particolare abbiamo scoperto un’influenza dell’espressione di Tau a livello dell’attivazione/fosforilazione dell’EGFR e anche a livello dei saggi funzionali, quali proliferazione e migrazione dipendenti da EGF. Questi dati promettenti sono a favore di un legame tra Tau e EGFR nelle cellule di neuroblastoma e sono la base per futuri studi, mirati a definire i meccanismi molecolari coinvolti in questa modulazione, che probabilmente ha ripercussioni sulla patogenesi del cancro.