Regulace exprese chaperonového systému Hsp90 v nádorové buňce

Zvýšená exprese molekulárních chaperonů pomáhá buňce překonat stres způsobený mnoha různými endogenními i exogenními faktory. Mohou to být například akumulace mutací DNA, hypoxie, nedostatek živin nebo acidóza. Nádorové buňky jsou těmto nepříznivým podmínkám velmi často vystaveny a proto je zvýšená exprese chaperonů jejich typickým znakem. Jedním z nejdůležitějších chaperonů pro nádorovou buňku je Hsp90, který je nezbytný pro udržení stability a funkčnosti řady proteinů, kde významnou skupinu tvoří právě onkogenní proteiny. Inhibice Hsp90 ovlivňuje nádorovou buňku komplexně na různých úrovních a proto je chaperon Hsp90 významným cílem protinádorové terapie. Hsp90 nepracuje samostatně, ale v multi-chaperonových komplexech za účasti chaperonu Hsp70 a ko-chaperonů, jako jsou Hsp40, HOP, p23, Aha1 a CHIP. Interakce se specifickou sadou ko-chaperonů určuje výběr klientních proteinů a jejich následný osud. Z hlediska nádorové biologie jsou zajímavé ko-chaperony HOP (Hsp70/Hsp90 organizing protein) a CHIP (C-terminus of Hsc70 interacting protein), neboť oba svými TPR (tetratricopeptide repeat) doménami interagují s Hsp90 a/nebo Hsp70 a navzájem o tyto interakce kompetují. Klientní protein nejprve interaguje s chaperonem Hsp70 a teprve následně je za účasti ko-chaperonu HOP přenesen na Hsp90. HOP se svými TPR doménami slouží jako adaptorový protein a podporuje tak skládání proteinů pomocí Hsp90 a je proto považován za potenciální onkogen. CHIP obsahuje pouze jednu TPR doménu aU-box doménu, která má schopnost ubikvitinovat jak chaperony, tak i jejich klientní proteiny. Proto je ko-chaperon CHIP pokládán za kandidátní tumor supresorový gen.

Expresi ko-chaperonů HOP a CHIP jsme analyzovali u panelu buněčných linií odvozených z nádorů prsu jak na úrovni jejich mRNA tak na úrovni proteinu. Exprese proteinu CHIP byla stabilní u všech buněčných linií a jeho hladina zůstala neměnná i po aktivaci HSF (heat shock factor) prostřednictvím inhibice Hsp90 specifickým inhibitorem 17AAG. Exprese proteinu HOP naopak vykazovala závislost na růstových stimulech nebo onkogenní signalizaci, byla zvýšena u proliferujících buněk a inhibována u buněk se zástavou buněčného cyklu při absenci séra v kultivačním médiu. Hladina exprese proteinu HOP závisela také na stavu chaperonového systému v buňce, byla indukována transkripčním faktorem HSF. Pozorovaná regulace exprese obou ko-chaperonů je v souladu s výsledky analýzy promotorových sekvencí. Promotor genu kódujícího CHIP má znaky typické pro house-keeping geny, obsahuje CpG ostrovy a SP1 vazebná místa. V promotoru genu pro HOP se naopak nachází dva vazebné elementy pro HSF a také několik vazebných míst onkogenních transkripčních faktorů, jako jsou E2F a c-myc.

Zvýšená exprese ko-chaperonu HOP způsobená onkogenními transkripčními faktory může přispívat k nadměrné aktivitě Hsp90 a stabilizaci jeho klientních proteinů u nádorů. Indukce exprese proteinu HOP v důsledku inhibice Hsp90 může také omezovat terapeutický efekt inhibitorů Hsp90 narušením rovnováhy mezi hladinami obou ko-chaperonů a zamezením degradace klientních proteinů ubikvitin ligázou CHIP. HOP je z těchto důvodů nadějným cílem protinádorové terapie, který by mohl potencovat účinky inhibice Hsp90.


Tato práce je podporována granty IGA MZCR NS/9812-4 a MZ0MOU2005