Identification of Annexin 2A as a fundamental mediator of glioblastoma cell dissemination and potential therapeutic target

Il Glioblastoma Multiforme (GBM) è il tumore cerebrale più aggressivo, caratterizzato da una prognosi infausta e dall’inevitabile tendenza a ricadere anche in seguito ad un trattamento intensivo. Nonostante i recenti miglioramenti tecnici nella chirurgia del GBM, la sua completa rimozione rimane ad oggi uno dei maggiori problemi legati all’insuccesso terapeutico di questi pazienti. Questo studio si focalizza sulla caratterizzazione di annessina 2A (ANXA2), proteina presente in diversi compartimenti delle cellule normali e ritrovata anche sulla superficie di diversi tipi di cellule tumorali. Con lo sviluppo di questo progetto, abbiamo dimostrato che ANXA2 è espressa ad alti livelli nei gliomi di IV grado rispetto ai gliomi di grado minore e che una bassa/nulla espressione di ANXA2 identifica un sottogruppo di pazienti caratterizzati da una prognosi migliore, suggerendo come l’espressione di ANXA2 possa essere considerata un fattore prognostico indipendente nei gliomi. Successivamente, con lo scopo di analizzare i cambiamenti trascrizionali associati ai differenti livelli di espressione di ANXA2, abbiamo generato una signature trascrizionale ANXA2-dipendente utilizzando i dati provenienti dai dataset pubblici TCGA e GSE13041 e basata sul confronto tra pazienti esprimenti alti livelli di ANXA2 e pazienti esprimenti bassi livelli di questa proteina (719 geni differenzialmente espressi in comune tra le due coorti). Sono state quindi generate due signature ANXA2-dipendenti basate rispettivamente sui trascritti modulati in seguito alla neutralizzazione di ANXA2 con anticorpo specifico (855 geni differenzialmente espressi) e tramite silenziamento (3592 geni differenzialmente espressi), in colture primarie di GBM. L’analisi di gene set enrichment (GSEA) condotta sulle tre signature, ha rivelato un arricchimento negativo di geni legati ai processi di migrazione cellulare e transizione epitelio-mesenchimale. Questi dati hanno fortemente suggerito l’importante ruolo svolto da ANXA2 nel comportamento e nell’aggressività delle cellule di GBM, portandoci pertanto a programmare differenti strategie per modulare le sue funzioni e le vie di segnale intracellulare ad essa correlate. Per questo motivo, è stata condotta una serie di analisi funzionali in vitro in cellule primarie di GBM, dimostrando come ANXA2 sia un principale mediatore dell’aggressività di questo tumore attraverso la regolazione di processi quali motilità cellulare, proliferazione e differenziamento. Inoltre, basandoci sul profilo d’espressione genica di cellule di GBM in cui abbiamo inibito la funzione di ANXA2, abbiamo validato il potenziale prognostico di una signature “ANXA2down” (basata sui geni maggiormente down-regolati in cellule di GBM trattate con anticorpo neutralizzante ANXA2) in diversi dataset pubblici, dimostrando come l’espressione di geni regolati dai livelli di ANXA2 sia in grado di predire l’andamento dei pazienti. Infine, la signature precedentemente generata dai dataset TCGA e GSE13041 è stata mappata funzionalmente utilizzando il tool bioinformatico Connectivity Map con lo scopo di identificare composti in grado di revertire tale signature. I composti identificati sono stati analizzati successivamente per la loro abilità di inibire il processo di invasione in vitro in colture primarie di GBM. Inoltre, le signature ANXA2-dipendenti, ottenute dalle precedenti analisi (cellule inibite/silenziate per ANXA2), sono state applicate al tool QUADrATiC. Ciò ha permesso di approfondire i risultati grazie all’utilizzo di un database più ampio che si basa sullo studio di un numero maggiore di composti approvati in numerose linee cellulari.