Prion protein regulates invasiveness in glioblastoma stem cells

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Prado, Mariana B. ; Coelho, Barbara P. ; Iglesia, Rebeca P. ; Alves, Rodrigo N. ; Boccacino, Jacqueline M. ; Fernandes, Camila F. L. ; Melo-Escobar, Maria Isabel ; Ayyadhury, Shamini ; Cruz, Mario C. ; Santos, Tiago G. ; Beraldo, Flavio H. ; Fan, Jue ; Ferreira, Frederico M. ; Nakaya, Helder I. ; Prado, Marco A. M. ; Prado, Vania F. ; Duennwald, Martin L. ; Lopes, Marilene H.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BMC CANCER; v. 24, n. 1, p. 17-pg., 2024-12-18.

Resumo

BackgroundGlioblastoma (GBM) is an aggressive brain tumor driven by glioblastoma stem cells (GSCs), which represent an appealing target for therapeutic interventions. The cellular prion protein (PrPC), a scaffold protein involved in diverse cellular processes, interacts with various membrane and extracellular matrix molecules, influencing tumor biology. Herein, we investigate the impact of PrPC expression on GBM.MethodsTo address this goal, we employed CRISPR-Cas9 technology to generate PrPC knockout (KO) glioblastoma cell lines, enabling detailed loss-of-function studies. Bulk RNA sequencing followed by differentially expressed gene and pathway enrichment analyses between U87 or U251 PrPC-wild-type (WT) cells and PrPC-knockout (KO) cells were used to identify pathways regulated by PrPC. Immunofluorescence assays were used to evaluate cellular morphology and protein distribution. For assessment of protein levels, Western blot and flow cytometry assays were employed. Transwell and growth curve assays were used to determine the impact of loss-of-PrPC in GBM invasiveness and proliferation, respectively. Single-cell RNA sequencing analysis of data from patient tumors from The Cancer Genome Atlas (TCGA) and the Broad Institute of Single-Cell Data Portal were used to evaluate the correspondence between our in vitro results and patient samples.ResultsTranscriptome analysis of PrPC-KO GBM cell lines revealed altered expression of genes associated with crucial tumor progression pathways, including migration, proliferation, and stemness. These findings were corroborated by assays that revealed impaired invasion, migration, proliferation, and self-renewal in PrPC-KO GBM cells, highlighting its critical role in sustaining tumor growth. Notably, loss-of-PrPC disrupted the expression and localization of key stemness markers, particularly CD44. Additionally, the modulation of PrPC levels through CD44 overexpression further emphasizes their regulatory role in these processes.ConclusionsThese findings establish PrPC as a modulator of essential molecules on the cell surface of GSCs, highlighting its potential as a therapeutic target for GBM. (AU)

• Processo FAPESP: 19/14952-0 - Caracterização de vias de sinalização intracelulares moduladas pela proteína prion na manutenção do fenótipo tronco em células-tronco de glioblastoma
• Beneficiário: Bárbara Paranhos Coelho
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 20/07450-5 - Avaliação dos níveis de transcrição dos alvos downstream de PrPc e vias de sinalização intracelulares em células-tronco de glioblastoma
• Beneficiário: Jacqueline Marcia Boccacino
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 17/26158-0 - Proteína príon como um regulador de stemness em células-tronco de glioblastoma: seu papel na formação e função de plataformas multiprotéicas de sinalização
• Beneficiário: Mariana Brandão Prado
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 20/03714-8 - Proteína prion celular na biologia de células-tronco de glioblastoma: papel na aquisição de resistência a temozolomida
• Beneficiário: Rebeca Piatniczka Iglesia
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/11097-1 - Modulação do fenótipo neural de células-tronco de glioblastoma por miRNA extracelular de NSCs
• Beneficiário: Maria Isabel Melo Escobar
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 18/15557-4 - Proteína prion e seus ligantes: potenciais alvos para terapia baseada em células-tronco de glioblastoma
• Beneficiário: Marilene Hohmuth Lopes
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2
• Processo FAPESP: 17/20271-0 - Estudo da proteína prion na dinâmica de módulos multiproteicos de sinalização associados a stemness de células de glioblastoma: seu papel como marcador funcional e potencial alvo terapêutico
• Beneficiário: Marilene Hohmuth Lopes
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/19517-7 - Impacto da depleção da proteína príon celular na modulação de vias de sinalização e expressão de proteínas prion-like na biologia de células-tronco de glioblastoma
• Beneficiário: Mariana Brandão Prado
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 19/14741-9 - Estudo do papel da STI1 e potenciais fatores associados à rede de proteostase na regulação da pluripotência
• Beneficiário: Camila Felix de Lima Fernandes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 19/12710-9 - Papel da proteína prion celular na resistência a temozolomida: ênfase nos processos modulados por hipóxia
• Beneficiário: Rebeca Piatniczka Iglesia
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/08198-3 - Modulação de PrPC e expressão de CD44 em células-tronco de Glioblastoma e seu papel no tráfego intracelular e na biogênese de vesículas
• Beneficiário: Rodrigo Nunes Alves
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto