Study of the extra-telomeric functions of telomerase in in vitro and in vivo models

Il mantenimento dei telomeri, necessario per la proliferazione illimitata delle cellule tumorali, è esercitato dalla telomerasi, un complesso ribonucleoproteico contenente una trascrittasi inversa specializzata, codificata dal gene TERT, che utilizza un templato ad RNA per sintetizzare nuove sequenze telomeriche, svolgendo quindi un ruolo critico nella formazione e nella progressione dei tumori. TERT viene infatti solitamente represso in normali cellule somatiche, mentre è rilevabile nella maggior parte dei tumori. Studi recenti hanno suggerito che TERT è coinvolto in altre funzioni cellulari e può contribuire alla carcinogenesi anche attraverso meccanismi indipendenti dal mantenimento dei telomeri, quindi la sua inibizione potrebbe rappresentare una strategia promettente per migliorare il trattamento antitumorale, al di là dell’effetto sui telomeri. I possibili effetti terapeutici di BIBR1532 (BIBR), un inibitore specifico del TERT, sono stati valutati in diversi contesti cellulari, ma non sono attualmente disponibili dati ottenuti su modelli di neoplasie delle cellule B sia associate al virus di Epstein-Barr (EBV) che virus-indipendenti. Lo scopo di questo studio era di caratterizzare gli effetti biologici dell'inibizione di TERT a breve termine da parte del BIBR su linee cellulari linfoblastoidi immortalizzate da EBV (LCL) e su modelli in vitro di linfoma di Burkitt (BL); inoltre, sono stati studiati gli effetti del trattamento con BIBR a breve termine in vivo negli embrioni di zebrafish. I risultati ottenuti hanno dimostrato che l'inibizione a breve termine di TERT da parte di BIBR, in modelli in vitro di tumori delle cellule B, ha portato a una diminuzione della proliferazione cellulare, all'accumulo di cellule nella fase S e infine all'aumento dell'apoptosi. L'arresto del ciclo cellulare e l'apoptosi, conseguenti all'inibizione di TERT a breve termine, erano associati e probabilmente dipendenti dall'attivazione della risposta al danno del DNA, come evidenziato dall’aumento dei livelli di γH2AX e dall'attivazione dei pathway di ATM e ATR. L’analisi della media e del range di lunghezza dei telomeri e dei foci di danno al DNA ha indicato che la risposta al danno attivata in seguito all’inibizione TERT a breve termine non era legata a disfunzioni telomeriche, suggerendo quindi che TERT, oltre a stabilizzare il telomero, può proteggere il DNA tramite meccanismi telomero-indipendenti. In particolare, LCL-TERT positive trattate con BIBR in combinazione con fludarabina o ciclofosfamide hanno mostrato un aumento significativo del numero di cellule apoptotiche rispetto a quelle trattate con agenti chemioterapici da soli. In accordo con i risultati in vitro, l'inibizione a breve termine di Tert da parte del BIBR in embrioni di zebrafish ha ridotto la proliferazione cellulare, indotto un accumulo di cellule nella fase S, aumentato il tasso di apoptosi e innescato l'attivazione della risposta al danno al DNA. Questi effetti non erano legati a disfunzioni telomeriche, poiché il range di lunghezza dei telomeri non era influenzato dal trattamento a breve termine con BIBR e i foci di danno al DNA erano distribuiti casualmente, piuttosto che localizzati in modo specifico sui telomeri. Tutti questi effetti erano specificamente associati all'inibizione di Tert poiché il trattamento con BIBR non mostrava alcun effetto negli embrioni di zebrafish Tert-negativi. Nel complesso questi dati dimostrano che l'inibizione del TERT compromette la proliferazione cellulare e induce effetti pro-apoptotici non associati a disfunzioni telomeriche, rafforzando il concetto che TERT esercita di per sé funzioni pro-tumorali indipendenti dalla lunghezza del telomero e quindi supportando l'introduzione di inibitori di TERT per integrare le attuali modalità di trattamento antitumorale.