ZEB1 come nuovo attivatore diretto di NOVA2 nelle cellule endoteliali

Angiogenesis is essential for supplying oxygen and nutrients to support tumor growth and is also indispensable for the formation of metastases. For this reason, anti-angiogenic therapies are currently in use in order to inhibit cancer growth. Nonetheless, tumor vasculature exhibits distinct structural and functional abnormalities compared to normal vessels, limiting the success of these treatments. Thus, a better understanding of the molecular processes driving tumor vessel development could sustain the identification of better biomarkers and therapeutic targets. Aberrant alternative splicing (AS) is a common feature in cancer, contributing to the production of tumor-specific isoforms involved in every aspect of cancer cell biology. While the role of AS in cancer cells has been extensively studied, its involvement in tumor endothelial cells (ECs) remains poorly characterized. Our laboratory previously discovered that the tissue-specific AS regulator NOVA2, for a long time believed to be restricted to neural cells, is also expressed in ECs across various organs. We demonstrated that NOVA2 plays a key role in regulating angiogenesis and vascular development at the post-transcriptional level. In addition, my laboratory showed that NOVA2 is selectively upregulated in the tumor vasculature of multiple cancer types. In particular, in ovarian, gastric, and colorectal cancer patients, elevated NOVA2 expression correlates with poorer overall survival, highlighting its potential prognostic significance. NOVA2 upregulation in tumor ECs occurs at both mRNA and protein levels. Recently, we identified ZEB1, an endothelium-enriched transcription factor, as a putative activator of NOVA2 in ECs. The main goal of my thesis project was to further investigate the relationship between ZEB1 and NOVA2 in human ECs. Specifically, I studied the molecular mechanisms by which ZEB1 regulates NOVA2 transcription, characterizing the region of NOVA2 promoter directly bound by ZEB1 as well as exploring whether ZEB1 interacts with its molecular cofactors on the NOVA2 gene. Dissecting the newly identified ZEB1/NOVA2 circuit will provide deeper insights of the aberrancies of the tumor vasculature in addition to uncover potential targets for therapeutic intervention.

L'angiogenesi è un processo fondamentale per garantire l'apporto di ossigeno e nutrienti alle cellule tumorali ed è indispensabile anche per la formazione delle metastasi. Diverse terapie anti-angiogeniche sono attualmente in uso con l’obiettivo di inibire la progressione neoplastica. Tuttavia, la vascolatura tumorale presenta anomalie strutturali e funzionali rispetto ai vasi sanguigni dei tessuti sani che limitano l’efficacia di questi approcci terapeutici. Per tale motivo, una più approfondita comprensione dei meccanismi molecolari che regolano lo sviluppo dei vasi tumorali potrebbe favorire l’identificazione di nuovi bio-marcatori in aggiunta a nuovi bersagli terapeutici. È noto che le alterazioni del processo di splicing alternativo (Alternative Splicing, AS), una caratteristica ricorrente in molte tipologie di tumore, sono alla base dell’espressione di isoforme proteiche tumore-specifiche; queste varianti, assenti nei tessuti sani, sono coinvolte in quasi tutti i processi a cui la cellula tumorale va incontro. Sebbene il ruolo di AS sia stato ampiamente investigato nelle cellule tumorali, la sua funzione nelle cellule endoteliali dei vasi tumorali rimane ad oggi scarsamente caratterizzata. Il nostro laboratorio ha precedentemente scoperto che il regolatore di AS NOVA2, storicamente considerato esclusivo delle cellule neuronali, è in realtà espresso anche nelle cellule endoteliali di diversi organi. Abbiamo dimostrato che NOVA2 riveste un ruolo cruciale nella regolazione dell’angiogenesi e dello sviluppo vascolare a livello post-trascrizionale. Inoltre, è stato osservato che l’espressione di NOVA2 risulta selettivamente incrementata nella vascolatura di molti tipi di tumore. In particolare, nei pazienti affetti da carcinoma ovarico, gastrico e colorettale, elevati livelli di espressione di NOVA2 sono correlati ad una prognosi sfavorevole, suggerendo un potenziale valore di NOVA2 come indicatore prognostico. L’aumentata espressione di NOVA2 nelle cellule endoteliali tumorali è stata riscontrata sia a livello trascrizionale (mRNA) sia a livello proteico. Recentemente, abbiamo identificato ZEB1, un fattore di trascrizione arricchito nell’endotelio, come possibile regolatore positivo dell’espressione di NOVA2. L’obiettivo principale del mio progetto di tesi è stato quello di approfondire la relazione funzionale tra ZEB1 e NOVA2 nelle cellule endoteliali umane. In particolare, ho investigato i meccanismi molecolari mediante i quali ZEB1 regola la trascrizione di NOVA2, caratterizzando la regione del promotore di NOVA2 direttamente legata da ZEB1. In aggiunta, ho analizzato a livello del promotore di NOVA2 le possibili interazioni di ZEB1 con alcuni dei suoi noti cofattori.