Il mesotelioma pleurico (MP) è un tumore raro e aggressivo associato all’esposizione alle fibre di amianto, che induce un’infiammatoria cronica con danni ai tessuti, proliferazione incontrollata, alterazioni genetiche ed epigenetiche. A causa della breve aspettativa di vita (~12 mesi dalla diagnosi) e della resistenza alle terapie convenzionali, è necessario identificare nuovi marcatori e/o bersagli terapeutici. L’α1-antitripsina (AAT), codificata dal gene SERPINA1, è una proteina di fase acuta prodotta dagli epatociti e coinvolta nei processi antiinfiammatori. Studi recenti indicano un suo ruolo nella progressione di neoplasie. Studi in vitro hanno evidenziato che l’AAT ha un’azione pro-proliferativa, induce la transizione epitelio-mesenchimale (EMT) e la resistenza all’apoptosi. Questo studio ha valutato il ruolo dell’AAT nella progressione del MP in linee cellulari di MP di diversi istotipi (epitelioide, sarcomatoide e bifasico) e in linee cellulari mesoteliali normali. L’espressione di AAT è stata determinata tramite l’utilizzo della droplet digital PCR (ddPCR). Le attività di regolazione della vitalità, proliferazione, migrazione cellulare, EMT sono state investigate con saggi di “guadagno e perdita di funzione” dopo trasfezione con il vettore pCMV6-SERPINA1 (pSERPINA1) esprimente SERPINA1, e con un pool di RNA interferenti (siRNA) per il silenziamento del gene. L’EMT è stata analizzata tramite real time PCR (RT-PCR) valutando l’espressione genica dei marcatori epiteliali E-caderina e desmoplachina, e di quelli mesenchimali N-caderina, vimentina, metalloproteasi di matrice-9 e fibronectina-1. L’apoptosi nelle cellule MP e mesoteliali normali è stata invece analizzata tramite citofluorimetro con Anessina V/PI dopo trattamento delle cellule con l’agente pro-apoptotico staurosporina e con AAT esogena. SERPINA1 è risultata più espressa nelle linee di mesotelioma bifasico e sarcomatoide rispetto alle epitelioidi e le normali. La sovraespressione di SERPINA1 ha determinato un significativo aumento della vitalità e della capacità proliferativa sia nelle linee cellulari di MP sia in quelle normali, mentre il silenziamento genico ha prodotto l’effetto opposto. La migrazione cellulare non è variata in modo rilevante dopo modulazione di SERPINA1, suggerendo un ruolo specifico di AAT nel sostegno alla sopravvivenza e proliferazione, piuttosto che nei processi migratori. La sovraespressione di SERPINA1 ha ridotto l’espressione dei geni epiteliali e aumentato quella dei marcatori mesenchimali, mentre il silenziamento ha determinato un incremento della desmoplachina e riduzione dei geni mesenchimali, suggerendo un ruolo di AAT nel cambiamento istotipico delle cellule verso l’acquisizione di caratteristiche mesenchimali. Il trattamento con AAT esogena ha prodotto una lieve ma costante riduzione del tasso apoptotico sia nelle linee MP sia in quelle mesoteliali normali, con un effetto più pronunciato nelle cellule MSTO- 211H (bifasiche) e nelle normali HMC. Ciò suggerisce che AAT, pur essendo secreta, possa avere un’azione intracellulare modulando i meccanismi apoptotici. Esperimenti di immunofluorescenza hanno dimostrato che AAT viene endocitata. Nelle HMC, che non la esprimono fisiologicamente, si osserva un segnale intracellulare dopo trattamento con AAT esogena; nelle MSTO-211H silenziate per SERPINA1, il segnale aumenta dopo lo stesso tipo di trattamento. Questo risultato supporta la capacità di AAT di internalizzare nel compartimento citoplasmatico e potenzialmente interferire con il processo apoptotico cellulare. I dati ottenuti suggeriscono quindi che l’AAT potrebbe contribuire alla tumorigenesi del MP e potrebbe rappresentare un promettente biomarcatore e bersaglio terapeutico. Sebbene i meccanismi esatti non siano ancora chiari, questo studio fornisce nuove informazioni sul ruolo dell’AAT nella patogenesi del MP e sul suo potenziale valore prognostico.
Pleural mesothelioma (PM) is an aggressive tumor that is associated to asbestos fibers. This exposure induces chronic inflammation, tissue damage, uncontrolled proliferation, and genetic and epigenetic alterations. Because of its short life expectancy (~12 months from diagnosis) and resistance to conventional therapies, identifying new markers and/or therapeutic targets is necessary. α1 antitrypsin (AAT), which is encoded by the SERPINA1 gene, is an acute-phase protein that is mainly produced by hepatocytes and is involved in anti-inflammatory processes. Recent studies suggest that AAT plays a role in the development and progression of neoplasms. In vitro studies have shown that AAT promotes proliferation, induces epithelial–mesenchymal transition (EMT), and confers resistance to apoptosis. This study evaluated the role of AAT in the development and progression of PM in PM cell lines of different histotypes (epithelioid, sarcomatoid and biphasic) and in normal mesothelial cell lines. AAT expression was determined using droplet digital PCR (ddPCR). The regulatory activities of cell viability, proliferation, migration, and EMT using “gain- and loss-of function” assays after transfection with the pCMV6-SERPINA1 (pSERPINA1) vector, which expresses SERPINA1, and with a pool of interfering RNAs (siRNAs) for gene silencing. EMT was analyzed using real-time PCR (RT-PCR) to evaluate the gene expression of the epithelial markers E-cadherin and desmoplakin and the mesenchymal markers N-cadherin, vimentin, matrix metalloproteinase-9, and fibronectin-1. Apoptosis in PM and normal mesothelial cells was analyzed using a flow cytometry with Annexin V/PI after treating the cells with the pro-apoptotic agent staurosporine and/or exogenous AAT. SERPINA1 was found to be more expressed in biphasic, and sarcomatoid mesothelioma cell lines compared to epithelioid and normal cell lines. Overexpression of SERPINA1 increased the viability and proliferative capacity of both PM and normal cell lines significantly, while gene silencing produced the opposite effect. Cell migration did not change significantly after SERPINA1 modulation, suggesting that AAT plays a specific role in supporting survival and proliferation rather than migratory processes. Overexpression of SERPINA1 reduced epithelial gene expression and increased mesenchymal marker expression. Conversely, silencing increased desmoplakin expression and reduced mesenchymal gene expression. These results suggest a role for AAT in the histotypic change of cells towards acquiring mesenchymal characteristics. Treatment with exogenous AAT produced a slight but consistent reduction in the apoptotic rate in both PM and normal cell lines, with a more pronounced effect in MSTO-211H (biphasic) cells and normal HMC. These results imply that, despite being secreted, AAT may have an intracellular action that modulates apoptotic mechanisms. Immunofluorescence experiments have shown that AAT is endocytosed. In HMC cells, which do not physiologically express it, an intracellular signal is observed after treatment with exogenous AAT. In SERPINA1-silenced MSTO-211H cells, the signal increases after the same treatment. Taken together, these results support AAT’s ability to enter the cytoplasmic compartment and potentially interfere with the cellular apoptotic process. In conclusion, the data obtained suggest that AAT may contribute to PM tumorigenesis and represent a promising biomarker and therapeutic target. Although the precise mechanisms are not yet fully understood, this work provides new insights into the role of AAT in PM pathogenesis and its potential prognostic value.
Role of α1-antitrypsin in pleural mesothelioma onset and progression
TRAMARIN, Maria Letizia
2026
Abstract
Il mesotelioma pleurico (MP) è un tumore raro e aggressivo associato all’esposizione alle fibre di amianto, che induce un’infiammatoria cronica con danni ai tessuti, proliferazione incontrollata, alterazioni genetiche ed epigenetiche. A causa della breve aspettativa di vita (~12 mesi dalla diagnosi) e della resistenza alle terapie convenzionali, è necessario identificare nuovi marcatori e/o bersagli terapeutici. L’α1-antitripsina (AAT), codificata dal gene SERPINA1, è una proteina di fase acuta prodotta dagli epatociti e coinvolta nei processi antiinfiammatori. Studi recenti indicano un suo ruolo nella progressione di neoplasie. Studi in vitro hanno evidenziato che l’AAT ha un’azione pro-proliferativa, induce la transizione epitelio-mesenchimale (EMT) e la resistenza all’apoptosi. Questo studio ha valutato il ruolo dell’AAT nella progressione del MP in linee cellulari di MP di diversi istotipi (epitelioide, sarcomatoide e bifasico) e in linee cellulari mesoteliali normali. L’espressione di AAT è stata determinata tramite l’utilizzo della droplet digital PCR (ddPCR). Le attività di regolazione della vitalità, proliferazione, migrazione cellulare, EMT sono state investigate con saggi di “guadagno e perdita di funzione” dopo trasfezione con il vettore pCMV6-SERPINA1 (pSERPINA1) esprimente SERPINA1, e con un pool di RNA interferenti (siRNA) per il silenziamento del gene. L’EMT è stata analizzata tramite real time PCR (RT-PCR) valutando l’espressione genica dei marcatori epiteliali E-caderina e desmoplachina, e di quelli mesenchimali N-caderina, vimentina, metalloproteasi di matrice-9 e fibronectina-1. L’apoptosi nelle cellule MP e mesoteliali normali è stata invece analizzata tramite citofluorimetro con Anessina V/PI dopo trattamento delle cellule con l’agente pro-apoptotico staurosporina e con AAT esogena. SERPINA1 è risultata più espressa nelle linee di mesotelioma bifasico e sarcomatoide rispetto alle epitelioidi e le normali. La sovraespressione di SERPINA1 ha determinato un significativo aumento della vitalità e della capacità proliferativa sia nelle linee cellulari di MP sia in quelle normali, mentre il silenziamento genico ha prodotto l’effetto opposto. La migrazione cellulare non è variata in modo rilevante dopo modulazione di SERPINA1, suggerendo un ruolo specifico di AAT nel sostegno alla sopravvivenza e proliferazione, piuttosto che nei processi migratori. La sovraespressione di SERPINA1 ha ridotto l’espressione dei geni epiteliali e aumentato quella dei marcatori mesenchimali, mentre il silenziamento ha determinato un incremento della desmoplachina e riduzione dei geni mesenchimali, suggerendo un ruolo di AAT nel cambiamento istotipico delle cellule verso l’acquisizione di caratteristiche mesenchimali. Il trattamento con AAT esogena ha prodotto una lieve ma costante riduzione del tasso apoptotico sia nelle linee MP sia in quelle mesoteliali normali, con un effetto più pronunciato nelle cellule MSTO- 211H (bifasiche) e nelle normali HMC. Ciò suggerisce che AAT, pur essendo secreta, possa avere un’azione intracellulare modulando i meccanismi apoptotici. Esperimenti di immunofluorescenza hanno dimostrato che AAT viene endocitata. Nelle HMC, che non la esprimono fisiologicamente, si osserva un segnale intracellulare dopo trattamento con AAT esogena; nelle MSTO-211H silenziate per SERPINA1, il segnale aumenta dopo lo stesso tipo di trattamento. Questo risultato supporta la capacità di AAT di internalizzare nel compartimento citoplasmatico e potenzialmente interferire con il processo apoptotico cellulare. I dati ottenuti suggeriscono quindi che l’AAT potrebbe contribuire alla tumorigenesi del MP e potrebbe rappresentare un promettente biomarcatore e bersaglio terapeutico. Sebbene i meccanismi esatti non siano ancora chiari, questo studio fornisce nuove informazioni sul ruolo dell’AAT nella patogenesi del MP e sul suo potenziale valore prognostico.I documenti in SFERA sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
