Differential roles of vesicle trafficking modulators RAB7 and RAB27 in melanoma progression and metastasis

Zusammenfassung

El melanoma es una de las neoplasias más agresivas y se caracteriza por la manifestación de una masiva acumulación de cambios tanto a nivel transcripcional como proteómico. Estas características hacen posible lesiones de una profundidad de apenas 2 mm presenten un elevado potencial metastásico. Investigaciones recientes desarrolladas en este laboratorio, han dilucidado la relevancia de oncogenes de linaje celular específico como posibles reguladores oncogénicos. Concretamente, se ha identificado una regulación específica del tráfico vesicular en melanoma caracterizada por grupo de genes cuya función está referida al tráfico lisosomal, y cuya expresión en melanoma en comparativa frente a 35 tumores diferentes es diferencialmente elevada. Dentro de este agrupamiento de genes se demostró la dependencia que presentan las células de melanoma en referencia a la pequeña GTPasa de membrana RAB7. En particular, los niveles de RAB7 no se presentan constantes durante la progresión tumoral, sino que presentan una oscilación en su patrón de expresión. Esto es, altos niveles de RAB7 correlacionan con alta tasa proliferativa celular, mientras que una reducción de la expresión de RAB7 se asocia con un incremento en la capacidad metastásica. Este comportamiento es diferente al de RAB27, otra proteína RAB también relacionada con el tráfico vesicular y regulada de forma diferencial en melanoma. De esta forma, contrariamente a RAB7, niveles bajos de RAB27 inhiben la metástasis de este tumor. Por todo eso, esta tesis doctoral se fundamenta en el estudio de (1) las diferencias en tráfico vesicular regulado tanto por RAB7 como por RAB27 en melanoma. (2) Análisis proteómico global de los cambios en el proteoma inducidos por el silenciamiento de RAB7 o RAB27 en el interior celular o en la fracción secretada. (3) Caracterización de las diferencias en la capacidad invasiva y metástasica controladas por RAB7 o RAB27. El objetivo último de esta tesis es el determinar mecanísticamente la causa de la diferencia en el potencial metastático de RAB7 y RAB27. Mediante la realización de un análisis proteómico global de extractos celulares y medio condicionado obtenidos tras la depleción de RAB7 o RAB27, hemos identificado una novedosa reconfiguración del metabolismo esfingolípido hacia la producción de ceramida (en el caso de RAB7, pero no en el de RAB27). Posteriormente, estudios funcionales y de expresión nos permitieron identificar un grupo de proteínas lisosomales cuya secreción es selectivamente controlada por RAB7. Dentro de este grupo encontramos LRP2, una proteína de transmembrana que actúa como un efector prometastásico de RAB7, específicamente localizado en vesículas enriquecidas en ceramida, cuya secreción favorece la metástasis. A la luz de estos resultados, esta tesis doctoral profundiza el conocimiento del tráfico vesicular en melanoma, y además revela una novedosa intercomunicación mediada por la modulación del tráfico vesicular y el metabolismo esfingolipídico en el melanoma cutáneo.