Altered differentiation of tumor-associated monocytes and macrophages following genetic ablation of disabled homolog 2 gene

La progressione della malattia neoplastica è solitamente accompagnata da una mielopoiesi anormale, con il richiamo di diverse sottopopolazioni mieloidi nei tessuti. Queste sottopopolazioni infiltrano fortemente il tumore primario e sostengono la sua crescita fornendo immunosoppressione e stimoli pro-angiogenici. Queste cellule assistono anche il processo metastatico favorendo l’invasione tumorale dei tessuti adiacenti, e sostenendo l’attecchimento delle cellule tumorali nei siti metastatici. Recenti scoperte hanno parzialmente compreso i meccanismi attraverso i quali le cellule mieloidi sono richiamate nella massa tumorale per sopprimere la risposta immunitaria contro le cellule tumorali, ponendo così le basi per nuovi approcci immunoterapeutici. Tuttavia, i meccanismi molecolari che regolano il differenziamento e le funzioni delle cellule mieloidi nel microambiente tumorale sono poco conosciuti, specialmente nel contesto del processo metastatico. Per ottenere indizi iniziali riguardo nuove vie molecolari che agiscono nelle cellule mieloidi infiltranti il tumore, abbiamo effettuato un’analisi dell’espressione genica in cellule mieloidi CD11b+ intratumorali purificate da diversi modelli murini di tumore trapiantabile. Fra i geni più espressi, abbiamo trovato particolarmente interessante il gene disabled homolog 2, mitogen-responsive phosphoprotein (Dab2). La proteina DAB2 è un adattatore molecolare che partecipa all’endocitosi e a diverse vie di trasduzione del segnale. La sua principale funzione è di collegare i recettori di membrana con i raggruppamenti di clatrina, permettendo l’endocitosi selettiva delle proteine di membrana mediata dalla clatrina. Il traffico vescicolare ha l’importante funzione di distribuire ed organizzare il contenuto proteico della membrana plasmatica, consentendo alla cellula di reagire spazialmente agli stimoli esterni. Riteniamo che questo processo sia di importanza chiave all’interno del microambiente tumorale, dove avvengono complesse interazioni fra cellule e sono rilasciati stimoli orientati. In questo lavoro mostriamo che, raggiunto il tumore, sia i monociti che i macrofagi esprimono la proteina DAB2. Le citochine GM-CSF ed M-CSF, le quali regolano lo sviluppo dei fagociti mononucleati, inducono l’espressione di DAB2 nelle cellule mieloidi in vitro, attraverso un meccanismo che richiede il fattore di trascrizione C/EBPβ. Il knockout condizionale del gene Dab2 nel sistema ematopoietico porta ad una forte riduzione dei monociti e macrofagi infiltranti il tumore. Esperimenti di tracciamento in vivo dei monociti Dab2-knockout (Dab2-/-) mostrano che questi ultimi, rispetto ai monociti wild type, sono meno efficienti nel generare i macrofagi associati al tumore, e questo effetto si accompagna con un ridotto recupero dei monociti Dab2-/- all’interno della massa tumorale. Il differenziamento in vitro di macrofagi ottenuti dal midollo osseo indica che i monociti Dab2-/- non riescono a sostenere efficientemente il processo autofagico, suggerendo un meccanismo molecolare che può spiegare il loro difetto di differenziamento in macrofagi. Inoltre, i macrofagi Dab2-/- associati al tumore hanno un’aumentata espressione di geni e marcatori di membrana correlati con la polarizzazione macrofagica M2. Infine, abbiamo scoperto che i topi Dab2-/- sono resistenti alla formazione di metastasi. Questi dati indicano fortemente che DAB2 è necessario per il corretto differenziamento dei macrofagi intratumorali, e suggeriscono che questa proteina potrebbe essere un ottimo target molecolare per ostacolare la disseminazione di metastasi assistita dalle cellule mieloidi negli individui con tumore