Role of SOX2 on RasV12-mediated transformation

Abstract

The SRY (sex-determining region Y) - box 2 (SOX2) is a master factor in the maintenance of pluripotency and stemness. The transcription factor SOX2 allows the cells to maintain the unique characteristics of the embryonic stem cells (ESCs), such as clonogenicity, pluripotency, self-renewal ability, and conservation of the anti-apoptotic properties of cancer stem cells (CSCs). This factor has an important role in carcinogenesis of several tumors, including gastric, breast, pancreatic, and lung cancers. SOX2 overexpression can contribute to resistance of cancer cell to drug therapy and has been associated with tumor aggressiveness and worse prognosis. Ras GTPase is a proto-oncogene activated in several types of cancer with low success rate, including carcinomas of the pancreas, colon, lung, thyroid, and myeloid malignancies. This oncogene activates several signalling pathways, which includes the MAPK, PI3K, and RAL. It’s signalling is involved in many cellular functions, such as cell proliferation, apoptosis, migration, fate specification, and differentiation. This project aims to investigate the role of SOX2 on RasV12-mediated transformation and the genetic requirements for SOX2 induction mediated by Ras using immortalized mouse fibroblasts and primary mouse embryonic fibroblasts. We also study the effect of SOX2 overexpression on drug therapy using human lung carcinoma and human breast adenocarcinoma cell lines. We have demonstrated that RasV12 overexpression induced the expression of SOX2 and this induction is at level of transcription. We also determined that p53, Rb, and p19ARF factors are not essential for SOX2 induction and that MAPK pathway is required, but not sufficient for SOX2 induction by RasV12. Through a transformation assay we demonstrate that SOX2 overexpression increases the effect of RasV12 in cell transformation and SOX2 silencing mediated by siRNA decreases the transformation capacities of RasV12, so this factor is important in transformation mediated by RasV12. Several studies show that SOX2 not only influences tumor growth, but it also influences the response of tumor cells to therapeutic drugs. We observed that SOX2 overexpression increased the resistance of human breast adenocarcinoma cells to docetaxel. In conclusion, SOX2 is a key factor in cell transformation mediated by RasV12, as well as has an important role in chemoresistance of cancer cells. Looking at these results, this factor can be a novel target for anti-cancer therapy.

O fator de transcrição SOX2 (Sex-determining region Y (SRY)-Box2) é um fator importante na manutenção da pluripotência e “stemness”. Este fator permite que as células preservem as características únicas das células embrionárias estaminais (ESCs), como a clonogenicidade, pluripotência, capacidade de autorrenovação e a conservação das propriedades anti-apoptóticas de células estaminais cancerígenas (CSCs). O SOX2 tem um papel importante na carcinogénese de vários tumores, como no cancro gástrico, da mama, pancreático e do pulmão. A sobre-expressão de SOX2 pode contribuir para a resistência das células cancerígenas à terapia farmacológica e tem sido associada à agressividade tumoral e mau prognóstico. O proto-oncogene Ras GTPase está ativo em vários cancros com baixa taxa de sucesso, como os carcinomas do pâncreas, colón, pulmão, tiroide e mielomas malignos. Este oncogene ativa múltiplas vias de sinalização, incluindo a MAPK, PI3K e RAL e estas vias estão envolvidas em funções celulares como proliferação celular, apoptose, migração e diferenciação. Este projeto tem como objetivo investigar o papel de SOX2 na transformação mediada por RasV12 e os fatores genéticos importantes na indução de SOX2 usando fibroblastos imortalizados de rato e fibroblastos embrionários primários de rato e o efeito da sobre-expressão de SOX2 na terapia farmacológica usando células do carcinoma do pulmão humano e células do adenocarcinoma da mama humano. Foi possível demostrar que a sobre-expressão de RasV12 induz a expressão de SOX2 ao nível da transcrição. Os fatores p53, Rb e p19ARF não são essenciais na indução de SOX2 por RasV12, no entanto a via de sinalização MAPK é necessária neste processo. Através de ensaios de transformação foi possível demonstrar que a sobre-expressão de SOX2 incrementa o efeito de RasV12 na transformação celular e que o silenciamento de SOX2 usando siRNA diminui a capacidade transformante de RasV12, desta forma este fator é importante para a transformação celular mediada por RasV12. Vários estudos demonstram que o fator de transcrição SOX2 não só influencia o desenvolvimento tumoral, mas também a resposta das células tumorais à terapia farmacológica. Foi possível verificar que a sobre-expressão de SOX2 aumenta a resistência de células do adenocarcinoma da mama humano ao agente farmacológico docetaxel. Em conclusão, SOX2 é um fator essencial na transformação celular mediada por RasV12, assim como tem um papel importante na resistência das células cancerígenas à terapia. Olhando para estes resultados, este fator pode ser o novo alvo terapêutico na luta contra o cancro.