Indagine su come lo chaperone mitocondriale TRAP1 influenza la deposizione di collagene modellando la tumorigenicità delle cellule MPNST.

The extracellular matrix (ECM) is a major structural component of the tumor microenvironment (TME), which provides mechanical support and acts as a source of signalling molecules. In malignant nerve sheath tumor (MPNST), a highly aggressive soft-tissue sarcoma, the ECM is predominantly composed of a collagen-rich protein meshwork. Collagen proteins have been shown to contribute to the aggressive properties of multiple cancer cell types. However, in MPNST the expression profile of collagen molecules, their tumorigenic roles, and the metabolic pathways upstream to their biosynthesis remain largely unexplored. Previous analyses performed in our laboratory by taking advantage of murine in vitro models have started to elucidate the collagen variants expressed by MPNST cancer cells and indicate that the mitochondrial chaperone TRAP1, a key regulator of the bioenergetic circuits of cancer cells, modulates the biosynthesis of collagen VI (Col VI) through the regulation of glutamine metabolism, thus influencing their tumorigenic properties. In line with these findings, Col VI has also been observed to promote the invasive properties of MPNST cancer cells. To consolidate these findings, during my internship I implemented an integrated experimental approach combining bioinformatic analysis, Western blotting and immunofluorescence assays, and tumorigenic functional assays, by taking advantage of human MPMST cell lines. My results indicate that genetic ablation of TRAP1 significantly impairs both the proliferative capacity and invasive potential of MPNST cells. Furthermore, I have characterized the major collagen genes expressed by these cancer cells and validated that they are synthetized at the protein levels and secreted into the extracellular compartment, where they assemble into a complex network.

La matrice extracellulare è un importante componente strutturale del microambiente tumorale, fornendo supporto meccanico e da fonte di molecole di segnalazione. Nel caso del tumore maligno della guaina dei nervi periferici (MPNST), un sarcoma dei tessuti molli altamente aggressivo, la matrice extracellulare è prevalentemente composta da una rete proteica ricca di collagene. È stato dimostrato che le proteine collagene contribuiscono alle proprietà aggressive di diversi tipi di cellule tumorali. Tuttavia, nel MPNST il profilo di espressione delle molecole di collagene, i loro ruoli tumorigenici e le vie metaboliche a monte della loro biosintesi rimangono in gran parte inesplorati. Analisi precedenti svolte nel nostro laboratorio, sfruttando modelli murini in vitro, hanno iniziato a chiarire le varianti di collagene espresse dalle cellule tumorali di MPNST indicando come lo chaperone mitocondriale TRAP1, un regolatore chiave dei circuiti bioenergetici delle cellule tumorali, moduli la biosintesi del collagene VI (Col VI) attraverso la regolazione del metabolismo della glutammina, influenzandone così le proprietà tumorigeniche. In linea con questi risultati, è stato inoltre osservato che il Col VI promuove le proprietà invasive delle cellule tumorali di MPNST. Per consolidare questi risultati, durante il mio tirocinio ho implementato un approccio sperimentale integrato combinando analisi bioinformatiche, saggi di Western blotting e di immunofluorescenza, e saggi funzionali di tumorigenicità, avvalendomi di linee cellulari umane di MPNST. I miei risultati indicano che l’ablazione genetica di TRAP1 compromette significativamente sia la capacità proliferativa, sia il potenziale invasivo, delle cellule di MPNST. Inoltre, ho caratterizzato i principali geni del collagene espressi da queste cellule tumorali, confermando che vengono sintetizzati a livello proteico e secreti nel compartimento extracellulare, dove si assemblano in una rete complessa.