fattore di Trascrizione mediata da cellule di cancro riprogrammazione: un pioniere
Dal momento che il trattamento contro la recidiva del tumore, metastasi e resistenza rimangono difficili in cliniche, in attuazione della terapia genica del cancro è rimasto un fiorente ed esigente opzione che potrebbe superare tali difficoltà . È ben noto che le cellule benigne possono diventare cellule tumorali dopo una transizione maligna, ma non è chiaro se le cellule tumorali possano essere invertite geneticamente ed epigeneticamente in un fenotipo benigno . La riprogrammazione mediata da fattori di trascrizione è recentemente emersa come un approccio in vitro per consentire alle cellule tumorali di recuperare funzioni benigne.
Come discusso in precedenza, la tecnologia iPSC, come sofisticato approccio di riprogrammazione, non è stata sfruttata solo per indurre una transizione somatica da cellule somatiche terminali differenziate a pluripotenza, ma è stata anche utilizzata per generare CSC per la caratterizzazione oncogenica . Inoltre, la tecnologia iPSC è stata spesso utilizzata per indurre la riprogrammazione da cellule tumorali a cellule pluripotenti con un fenotipo benigno. Nel 2009, Utikal et al. i melanociti umani riprogrammati e la linea cellulare del melanoma del topo a iPSCs con un fenotipo benigno dall’introduzione dei fattori di Yamanaka con efficienza che varia da 0,05% a 0,1%. Gli IPSC derivati da linee cellulari del melanoma R545 hanno mostrato espressione endogena di Oct4, Klf4 e c-Myc, demetilazione dei promotori Oct-4 e NANOG e perdita di tumorigenicità in vivo. Dopo l’interruzione dell’espressione lentivirale inducibile da doxiciclina dei fattori Yamanaka ritirando la doxiciclina, le chimere di topo derivate dalle cellule di melanoma riprogrammate avevano mantenuto la benignità e non formavano tumore visibile a 5 mesi di età, indicando che le cellule riprogrammate subivano un normale processo di differenziazione per produrre cellule benigne in vivo.
Nel 2010, Miyoshi et al. ha scoperto che l’espressione di geni associati alla pluripotenza, come NANOG, antigene embrionale specifico per stadio-4 (SSEA-4), TRA-1-60 e TRA-1–81 è stata elevata dopo l’introduzione di fattori Yamanaka nelle cellule tumorali pancreatiche, epatiche e del colon-retto. Riprogrammare la metilazione invertita dell’istone e del DNA nelle regioni specifiche del promotore per ri-esprimere i geni pluripotency-associati in moda da potere le cellule tumorali riprogrammate sviluppare i modelli simili a ectoderma, mesoderma ed endoderma. Inoltre, le cellule tumorali pluripotenti possedevano una maggiore sensibilità all’agente chemioterapico 5-fluorouracile (5-Fu), portando a un potenziale significato clinico per revocare la chemio-/radio-resistenza acquisita tramite la riprogrammazione delle cellule tumorali. Inoltre, le cellule tumorali riprogrammate sono state in grado di differenziarsi in vari lignaggi, tra cui cellule epiteliali, mesenchimali e neuronali (collettivamente denominate cellule tumorali post pluripotenti). Le cellule tumorali post pluripotenti erano meno maligne rispetto alle cellule tumorali parentali in vitro ed erano prive di potenziale tumorigeno in base al test di formazione del tumore nei topi NOD/SCID. Tuttavia, l’efficienza di riprogrammazione dalle cellule tumorali alle cellule tumorali pluripotenti rimane bassa, suggerendo che solo una minoranza di cellule tumorali potrebbe essere riprogrammata con successo in cellule tumorali pluripotenti. Studi successivi hanno anche dimostrato che altri fattori di trascrizione combinatoria, come Lin-28 homolog (LIN28), Oct-4, SOX2 e NANOG, erano anche in grado di riprogrammare l’adenocarcinoma polmonare e il cancro gastrointestinale in iPSCs con tumorigenicità alleviata e potenziale metastatico . La riprogrammazione mediata da fattori di trascrizione può essere ulteriormente diretta, da una varietà di fattori associati alla differenziazione, per formare cellule funzionali di diversi lignaggi . Sebbene tale approccio di riprogrammazione sia fattibile ed eticamente accettabile per riattivare lo stato post-epigenetico delle cellule tumorali in uno stato pluripotente benigno, l’efficienza e la sicurezza della riprogrammazione delle cellule tumorali mediata da fattori di trascrizione rimangono un compito impegnativo da risolvere prima che diventi una terapia promettente per il cancro .
I fattori di trascrizione associati alla pluripotenza combinatoria hanno dimostrato la capacità di riprogrammare le cellule tumorali in UIPSC con il potenziale di differenziarsi ulteriormente in cellule normali. Inoltre, i ricercatori hanno recentemente scoperto che i fattori specifici del lignaggio possono riprogrammare direttamente le cellule tumorali in cellule somatiche funzionali bypassando lo stadio pluripotente, che potrebbe ridurre il rischio di trasformazione maligna delle cellule tumorali pluripotenti indotte .
Breakpoint cluster region (BCR)-Abelson murine leukemia viral oncogene homolog 1 (ABL1)+ precursore B-cell la leucemia linfoblastica acuta (B-ALL) è caratterizzata dal blocco della differenziazione delle cellule B. Quindi, la riprogrammazione di BCR-ABL1 + B-ALL nelle cellule non leucemiche è stata considerata un’eccellente strategia per superare il blocco di differenziazione . Uno studio precedente ha dimostrato che CCAAT / enhancer-binding protein alpha (C / EBPa), un fattore di trascrizione associato allo sviluppo di ALL, può indurre una transizione cellulare dalle cellule murine del lignaggio B ai macrofagi con circa il 100% di efficienza . Questo lavoro precedente ha portato alla considerazione se C/EBPa potrebbe essere utilizzato anche per riprogrammare il cancro con linee di cellule B a macrofagi funzionali. Nel 2013, Rapino et al. riprogrammato con successo linfoma umano e leucemia linee cellulari B alle cellule macrofagi-like mediante introduzione di C / EBPa. Secondo l’analisi di oltre 20 linee cellulari umane di linfoma e leucemia B, l ‘ 80% delle cellule potrebbe essere parzialmente o interamente riprogrammato in cellule simili a macrofagi. Le cellule B della leucemia linfoblastica riprogrammate hanno mostrato meno tumorigenicità in vitro, con l’up-regulation dei marcatori associati ai macrofagi e la down-regulation dei marcatori associati alle cellule B. Esperimenti in modelli murini hanno anche confermato che nessun tumore si è formato dopo l’iniezione di cellule di leucemia linfoide infette da C/EBPa in topi immunodeficienti. Sebbene la maggior parte delle analizzati linfoma e leucemia linee cellulari ha subito riprogrammazione, almeno parzialmente, o transitoriamente, solo due linee di cellule con una maggiore espressione endogena di C/EBPa effettivamente sostenuta cellulare di transizione per macrofago-come le cellule, che indica il tasso di successo di cancro riprogrammazione di cellule altamente dipende l’espressione endogena di C/EBPa .
Studi precedenti si sono concentrati sull’introduzione di un singolo fattore di trascrizione nucleare per alleviare la tumorigenicità non solo delle neoplasie associate alle cellule B, ma anche del carcinoma epatocellulare (HCC) . Per riprogrammare con successo le cellule tumorali in cellule con funzioni normali, è necessario che vari fattori di trascrizione nucleare funzionino in modo cooperativo . Se esiste una formula specifica di fattori di trascrizione che possono indurre efficacemente la transizione del cancro dalla malignità alla benignità con alta efficienza e sicurezza rimane elusiva. I recenti progressi nel sequenziamento dell’RNA unicellulare hanno permesso agli investigatori di ottenere profili più completi in diverse cellule tumorali e un numero crescente di candidati al fattore di trascrizione è stato identificato e caratterizzato per migliorare l’efficienza della riprogrammazione delle cellule tumorali .
Nel 2014, Huang et al. trovato che una combinazione di fattori di trascrizione compreso l’alfa nucleare del fattore 1 dell’epatocita (HNF1A), l’alfa nucleare del fattore 3 dell’epatocita (HNF3A) e la proteina A3 della scatola della forkhead (FOXA3) hanno svolto un ruolo significativo nella riprogrammazione dei fibroblasti umani nelle cellule del tipo dell’epatocita. Poi nel 2019, Cheng et al. ha dimostrato che la combinazione di HNF1A, HNF4A e FOXA3 potrebbe anche indurre la riprogrammazione diretta di HCC in cellule simili agli epatociti con funzioni normali tra cui secrezione di albumina, sintesi di glicogeno, assorbimento di lipoproteine a bassa densità, controllo del metabolismo e disintossicazione. In questo studio, l’adenovirus è stato utilizzato per introdurre sinergicamente HNF1A, HNF4A e FOXA3 nelle linee cellulari HCCLM3 e Huh7. Sulla base del suo epatotropismo intrinseco, rispetto alla riprogrammazione iPSC, l’infezione mediata da adenovirus ha indotto circa il 100% di cellule HCC per esprimere i fattori di trascrizione selezionati che hanno migliorato significativamente l’infezione e l’efficienza di riprogrammazione. I fattori di trascrizione combinatoria hanno indotto l’espressione di geni associati agli epatociti e cambiamenti morfologici nelle linee cellulari HCCLM3 e Huh7, indicando un effetto simultaneo di HNF1A, HNF4A e FOXA3 nella riprogrammazione dell’HCC. Gli epatociti riprogrammati hanno mostrato un graduale aumento delle funzioni degli epatociti e una perdita delle caratteristiche tumorali in vitro. Ad esempio, gli epatociti riprogrammati dalle linee cellulari HCCLM3 hanno mostrato un aumento significativo dell’espressione di albumina (ALB) e una diminuzione dell’espressione di alfa-fetoproteina (AFP). I risultati del test di formazione delle colonie, del test di migrazione e del test di formazione degli sferoidi hanno anche indicato che le capacità di proliferazione e migrazione, nonché il numero di CSC epatici sono diminuiti. I risultati di cDNA microarray hanno confermato che le cellule epatocitarie riprogrammate erano geneticamente simili agli epatociti umani primari. I modelli murini hanno anche dimostrato che le cellule epatocitarie riprogrammate hanno sostanzialmente perso in vivo la tumorigenicità ed erano in grado di ricostruire la struttura del fegato durante la rigenerazione. Inoltre, la molecola di adesione delle cellule epiteliali( EpCAM) + sottopopolazione nelle cellule epatocitarie riprogrammate è stata significativamente ridotta, suggerendo che la riprogrammazione delle cellule tumorali tramite HNF1A, HNF4A e FOXA3 potrebbe eliminare efficacemente i CSC per prevenire recidive, recidive e resistenza del cancro in HCC.
La riprogrammazione mediata dal fattore di trascrizione si basa su modificazioni genetiche ed epigenetiche attraverso la consegna specifica del gene . Dal momento che Yamanaka et al. sfruttati con successo i fattori di trascrizione per riprogrammare i fibroblasti umani e del topo in iPSCs, la tecnica di riprogrammazione ulteriormente è stata spiegata nello sviluppo dei trattamenti potenziali del cancro . Tuttavia, la controversia riguardante la riprogrammazione delle cellule tumorali mediate dal fattore di trascrizione è rimasta . Diversi studi hanno dimostrato che la riprogrammazione dalle cellule tumorali alle cellule pluripotenti non sempre porta a effetti positivi. Ad esempio, a causa della presenza di oncogeni come c-Myc, KLF4 e SOX2, le cellule tumorali pluripotenti possiedono problemi di sicurezza nell’oncogenesi a causa di differenziazione aberrante . Inoltre, la riprogrammazione delle cellule tumorali mediate dal fattore di trascrizione presenta limitazioni aggiuntive in termini di costo, efficienza di introduzione e consegna in vivo, che ne hanno ostacolato il potenziale nella traduzione clinica . L’iniziazione e la progressione del cancro sono principalmente correlate a mutazioni genetiche e complicate alternanze epigenetiche, tra cui la regolazione dei microRNA, la metilazione del DNA, le modifiche degli istoni e il rimodellamento cromosomico . La riprogrammazione delle cellule tumorali mediata da fattori di trascrizione è altamente coinvolta in queste complesse reti molecolari e il meccanismo sottostante rimane in gran parte inesplorato.
Riprogrammazione delle cellule tumorali mediata da piccole molecole: un game-changer
L’avvento della riprogrammazione delle cellule tumorali mediate dal fattore di trascrizione ha fornito risultati rivoluzionari per dimostrare la fattibilità della riprogrammazione dei destini del cancro . Sebbene la riprogrammazione delle cellule tumorali mediata dalla trascrizione sia ampiamente riconosciuta come una strategia potenzialmente promettente contro i tumori maligni, i problemi di sicurezza ed efficacia causati dalle modifiche transgeniche rimangono come un blocco non trascurabile . Le anomalie genetiche, come l’attivazione di oncogeni o il silenziamento di geni soppressori tumorali causati dall’inserimento di sequenze di DNA esogene possono compromettere la futura traduzione clinica della terapia di riprogrammazione delle cellule tumorali. C’è stato un approccio alternativo per sostituire l’infezione virale con la consegna transitoria del gene facendo uso delle micro-particelle specialmente progettate , ma la riprogrammazione mediata fattore di trascrizione delle cellule tumorali rimane rischiosa e tecnicamente difficile . Pertanto, vi è una richiesta urgente di stabilire strategie alternative per indurre la riprogrammazione efficiente delle cellule tumorali. Recentemente, la riprogrammazione delle cellule tumorali mediate da piccole molecole ha dimostrato di essere in grado di riprogrammare le cellule terminali differenziate in uno stato pluripotente . Più significativamente, ci sono anche diversi studi suscitando che utilizzando piccole molecole per indurre la riprogrammazione delle cellule tumorali da malignità a benignità può aggirare alcune delle limitazioni nella riprogrammazione delle cellule tumorali mediate dal fattore di trascrizione .
La riprogrammazione mediata da piccole molecole presenta vantaggi distinti, tra cui costi relativamente bassi, tecnica semplice, versatilità, permeabilità e reversibilità facilmente sintonizzabili . Le piccole molecole possono anche servire come candidato eccellente per regolare efficientemente i processi cellulari via direttamente mirando alle vie di segnalazione quali le vie di Wnt, di Hedgehog e dell’ippopotamo . È conveniente produrre piccole molecole e scalare il loro throughput per indurre la riprogrammazione con diversi lignaggi . Inoltre, tali molecole possono essere utilizzate come sonde molecolari per indagare i cambiamenti sottostanti nella segnalazione molecolare durante la riprogrammazione delle cellule tumorali, che potrebbero portare a un miglioramento dell’efficienza di riprogrammazione e alla riduzione dell’effetto off-target . Perché la riprogrammazione delle cellule tumorali mediate da piccole molecole abbia successo, è necessario identificare e sviluppare piccole molecole biochimiche che possono aiutare le cellule tumorali a superare le barriere epigenetiche e i blocchi in varie vie di segnalazione cellulare . Poiché l’utilizzo di piccole cellule tumorali mediate da molecole che riprogrammano in modo indipendente per convertire la malignità in benignità rimane impegnativo finora, esiste un numero limitato di studi nella frontiera estensiva .
Introducendo C / EBPa, Rapino et al. riprogrammato con successo linfoma umano e leucemia linee cellulari B alle cellule macrofagi-like. La scoperta porta a una visione teorica sul fatto che piccole molecole possano anche esercitare effetti sulla riprogrammazione della leucemia linfoblastica. Nell’anno 2015, McClellan et al. trovato che citochine che inducono differenziazione mieloide, compreso il ligando di chinasi della tirosina del tipo di FMS (FLT3L), interleuchina 7 (IL-7), interleuchina 3 (IL-3), fattore stimolante la colonia dei granulociti-macrofagi (GM-CSF), fattore stimolante la colonia dei macrofagi (MCSF) e fattori di trascrizione mieloidi quali C/EBPa e PU.1 potrebbe riprogrammare in modo efficiente le cellule umane primarie BCR-ABL1 + B-TUTTE in cellule simili a macrofagi. Dopo 2 settimane di esposizione a citochine che inducono la differenziazione mieloide, il 53% dei blasti leucemici CD19+/CD34+ è risultato aumentare significativamente l’espressione di CD14 e diminuire l’espressione di CD19. La sottopopolazione CD14+/CD19 è stata ordinata e purificata per produrre> 98% cellule simili a macrofagi con espressione CD14 stabile. Le cellule riprogrammate possedevano morfologia simile ai macrofagi, immunofenotipi superficiali, profilo di espressione genica, generazione di scoppio ossidativo e capacità fagocitica. Inoltre, le cellule riprogrammate potrebbero alleviare significativamente la leucemogenicità, manifestata dalla perdita della capacità di formare xenotrapianti maligni in modelli animali. I risultati potrebbero portare a una strategia fattibile che sfrutta la riprogrammazione delle cellule tumorali per trattare BCR-ABL1+ B-ALL in vivo. Tuttavia, i risultati generati dalla riprogrammazione leucemica hanno suggerito che la riprogrammazione in vivo fosse in una fase preliminare poiché le aberrazioni genetiche sottostanti causate dall’induzione delle citochine rimangono inesplorate. Inoltre, 5 casi clinici su 12 hanno mostrato resistenza alla riprogrammazione CD14+. Pertanto non è chiaro come scegliere prospetticamente i pazienti che trarrebbero beneficio dalla riprogrammazione leucemica. Ulteriori ricerche sono necessarie per superare queste limitazioni prima che possa diventare una strategia terapeutica efficace contro le neoplasie associate alle cellule B.
Nell’anno 2019, Ishay-Ronen et al. le cellule invasive di cancro al seno sono state convertite con successo in adipociti funzionali per prevenire metastasi attraverso l’induzione di piccole molecole di transizione epiteliale-mesenchimale (EMT) e ri-differenziazione. EMT è un processo di riprogrammazione ben riconosciuto che può migliorare la plasticità cellulare . Come mostrato in precedenza, il processo di riprogrammazione per generare cellule tumorali pluripotenti è solitamente associato al potenziale di differenziarsi ulteriormente in vari lignaggi con normali funzioni cellulari tramite fattore di trascrizione o induzione di piccole molecole . Quindi, Ishay-Ronen et al. EMT indotto trattando le cellule di cancro al seno Py2T con fattore di crescita trasformante-beta (TGF-β) in vitro e ri-differenziato le cellule Py2T riprogrammate in adipociti funzionali utilizzando insulina, desametasone, rosiglitazone e proteina morfogenetica ossea 2 (BMP2). I risultati hanno rivelato che le cellule Py2T riprogrammate potrebbero essere indotte a subire l’adipogenesi con un cocktail di piccole molecole. Dopo almeno 20 giorni di trattamento con TGF-β e fattori che inducono l’adipogenesi, le cellule Py2T riprogrammate con caratteristiche mesenchimali hanno espresso significativamente più alti C/EBPa e CCAAT/enhancer-binding protein beta (C/EBPß), che erano regolatori dell’adipogenesi, rispetto alle loro controparti con caratteristiche epiteliali. La pluripotenza versatile delle cellule di cancro al seno riprogrammate è stata confermata da altre differenziazioni mesenchimali correlate tra cui osteogenesi e condrogenesi con rilevamento di marcatori osteo e condro-specifici come il fattore di trascrizione Sp7 (Osterix), il collagene di tipo II e la regione di determinazione del sesso Y-box 9 (SOX9). Inoltre, hanno utilizzato modelli murini MTflECad (epiteliale) e MTΔCad (mesenchimale) per testare l’efficienza e la specificità dei processi di riprogrammazione e ri-differenziazione correlati all’EMT. La riprogrammazione indotta TGF-β in vitro e la riprogrammazione mediata dalla ricombinasi Cre in vivo hanno mostrato che circa il 60% delle cellule di cancro al seno esprimevano C/EBPa+. I risultati hanno confermato che il TGF-β ha svolto un ruolo fondamentale nella regolazione del processo di riprogrammazione correlato all’EMT e delle caratteristiche mesenchimali delle cellule tumorali sia in vitro che in vivo. Inoltre, il trattamento combinatorio con trametinib e rosiglitazone nel modello murino ha portato ad un’efficace adipogenesi in vivo delle cellule di cancro al seno riprogrammate. Dal momento che trametinib e rosiglitazone sono stati Uniti. Food and Drug Administration (FDA)-farmaci approvati per indurre EMT e adipogenesi, utilizzandoli come mediatori nella terapia di riprogrammazione delle cellule tumorali è clinicamente più fattibile rispetto agli approcci che utilizzano altri mediatori . I benefici significativi di questo studio non sono solo per l’identificazione delle piccole molecole nella regolazione della riprogrammazione e della ri-differenziazione delle cellule del cancro al seno, ma anche per la creazione di un modello replicabile che può essere sfruttato nella valutazione della riprogrammazione delle cellule tumorali in molti altri tipi di cancro con diversi lignaggi. L’eliminazione delle cellule tumorali mesenchimali invasive mediante la terapia di riprogrammazione delle cellule tumorali mediate da piccole molecole può trattare la chemio/radio-resistenza acquisita e le metastasi del cancro, ma la specificità del trattamento trametinib più rosiglitazone e la prevenzione degli effetti collaterali devono essere ulteriormente studiate in studi successivi .
Come notato, durante la riprogrammazione delle cellule tumorali, l’apoptosi cellulare sembra non essere influenzata dalle piccole molecole, così come la proliferazione cellulare. Ad esempio, il tempo per la fase G0/G1 viene prolungato e i geni che promuovono il ciclo cellulare vengono soppressi, indicando che si è verificato il miglioramento della benignità . La riprogrammazione delle cellule tumorali mediate da piccole molecole fornisce un approccio non virale e non integrato per indurre la transizione dalle cellule tumorali alle cellule benigne. Come una delle strategie potenziali, tale approccio di riprogrammazione ha una grande promessa di sopprimere efficacemente lo sviluppo e la ricaduta di varie neoplasie maligne.
Finora, i progressi nella riprogrammazione delle cellule tumorali stanno affrontando molte sfide. In primo luogo, alcuni tipi di cancro (come il carcinoma nasofaringeo) comprendono una grande sottopopolazione di cellule tumorali indifferenziate, rendendo tali cellule tumorali difficili da riprogrammare in cellule benigne a causa dell’eterogeneità tumorale in situ . La riprogrammazione diretta potrebbe essere un approccio potenzialmente fattibile che può essere applicato a questi tipi di tumori, ma finora non ci sono state prove promettenti . In secondo luogo, ci sono molte piccole molecole che possono servire come candidati eccellenti nella riprogrammazione delle cellule tumorali in vitro, ma solo poche di esse sono state ufficialmente approvate dagli Stati Uniti. FDA, poiché ogni piccolo farmaco molecolare deve essere rigorosamente rivisto in base ai suoi benefici e rischi potenziali per i pazienti previsti . Le indagini future dovrebbero concentrarsi sullo sviluppo della riprogrammazione delle cellule tumorali mediata da agenti farmacologici per ridurre al minimo i problemi di sicurezza ed efficienza. Inoltre, le funzioni di piccole molecole biochimiche non sono sufficientemente specifiche, suggerendo potenziali effetti off-target possono talvolta accadere durante la riprogrammazione . Inoltre, il dosaggio di piccole molecole per indurre la riprogrammazione e la differenziazione delle cellule tumorali in vivo deve essere attentamente esaminato per evitare eventi avversi potenzialmente dannosi nei pazienti. Pertanto, è urgente decifrare con precisione i meccanismi molecolari della riprogrammazione delle cellule tumorali per alleviare gli effetti collaterali. Ritiene necessario impiegare un metodo di somministrazione efficiente per la riprogrammazione di piccole molecole associate poiché molti fallimenti del trattamento non sono dovuti all’inefficienza dei farmaci stessi, ma all’inefficienza della somministrazione di farmaci .
microRNA e riprogrammazione delle cellule tumorali mediate dagli esosomi: alternative emergenti
È stato riportato che i microRNA, inclusi miRNA302s , miRNA200c , miRNA369 , miRNA34a e miRNA30b , sono cruciali nel migliorare l’espressione dei geni associati alla pluripotenza. microRNA è stato considerato come biomarcatori utili e sonde molecolari per colpire specifici tipi di cellule e per manipolare la riprogrammazione cellulare. Tuttavia, regolare in modo preciso ed efficiente la transizione cellulare per trattare i tumori maligni sfruttando i microRNA rimane difficile finora.
Lin et al. in primo luogo ha indicato che le cellule umane del cancro della pelle potrebbero essere riprogrammate in iPSCs facendo uso di microRNA-302s, che sono abbondantemente espresse in CES umani ma rapidamente sono sparite dopo la differenziazione. È stato riportato che le cellule tumorali pluripotenti con trasfezione microRNA – 302s mostrano una diminuzione della tumorigenicità, demetilazione genomica e espressioni elevate di SSEA-3/4, SOX2, NANOG e Oct-3/4. Poiché la dimensione di microRNA-302s era solo di circa 1 kb, l’efficienza della trasfezione ha raggiunto > 99% in base alle analisi di citometria a flusso, suggerendo che la dimensione di un fattore esogeno ha svolto un ruolo importante nell’efficienza della trasfezione . Tuttavia, solo il 2% -5% delle cellule tumorali è stato riprogrammato con successo in cellule simili a ES pluripotenti. L’analisi dell’espressione genica ha rivelato che le cellule ES-simili pluripotenti hanno mostrato più dell ‘ 86% di somiglianza con le linee cellulari ES umane H1 e H9. Sotto i media che inducono la differenziazione specifica del lignaggio, le cellule ES-simili derivate dal cancro si sono ulteriormente differenziate in cellule benigne, inclusi neuroni, condrociti e fibroblasti. microRNA-200 famiglia ha anche dimostrato di migliorare EMT via targeting dito zinco E-box-binding homeobox 1 (ZEB1) asse, che è noto per inibire il gene soppressore del tumore E-caderina . Nelle cellule tumorali del colon umano, i membri che appartengono alla famiglia microRNA34 sono stati dimostrati come nuovi bersagli di trascrizione del gene soppressore del tumore p53 .
Gli esosomi hanno la capacità di ospitare componenti che imitano la costituzione del microambiente embrionale . I fattori di riprogrammazione correlati all’ESC sono racchiusi in esosomi derivati dall’ESC umano e possono essere consegnati alle cellule tumorali per indurre la transizione dalla malignità alla benignità. Nel 2017, Zhou et al. ha dimostrato che esosomi umani derivati da ESC potrebbero inibire la proliferazione del cancro in vitro e alleviare la tumorigenicità in vivo. Quando le linee cellulari del cancro di Colo-320 e MCF-7 sono state coltivate nel medium condizionato ESC, hanno esibito la riespressione dei marcatori pluripotency-associati, compreso Oct-4, NANOG e SOX2 e la riduzione di tumorigenicity in vitro, indicante la riprogrammazione riuscita da malignità in benignità. Circa il 90% delle cellule di cancro al seno ha perso l’espressione di Vimentina dopo l’esposizione al mezzo condizionato da ESC, mentre l’efficienza di riprogrammazione delle cellule tumorali del colon-retto non è stata determinata. I risultati hanno suggerito che gli esosomi potrebbero sopprimere l’oncogenesi promuovendo i livelli di espressione dei marcatori critici associati alla pluripotenza. Successivamente, le cellule tumorali potrebbero essere ripristinate a uno stato pluripotente e ripristinare percorsi di differenziazione benigni. Tuttavia, le cellule ES-like derivate dal cancro non erano prive di formazione tumorale in vivo e la riduzione delle dimensioni del tumore del 60% è stata osservata con cellule tumorali trattate con esosomi derivati da ESCs. Il mezzo condizionale contenente esosomi ha inibito la proliferazione del cancro prolungando il tempo nella fase G1, mentre abbassando il tempo nelle fasi S e G2/M. Zhou et al. ha anche scoperto che il livello di espressione della ciclina D1 è stato ridotto per mantenere l’ipofosforilazione del retinoblastoma dopo il trattamento del mezzo condizionato, portando all’inibizione della transizione di fase G1/S . Inoltre, la fosforilazione al residuo di serina 10 nell’istone H3, come una delle modificazioni epigenetiche vitali durante la fase G2, è stata significativamente ridotta . Coerentemente con i risultati precedenti, varie sostanze provenienti dal microambiente embrionale umano hanno il potenziale per inibire la progressione del cancro e alleviare la tumorigenicità in vivo .
