La proteina mitocondriale SFXN1 favorisce la diffusione del cancro alla vescica bloccando la pulizia cellulare

Il cancro della vescica (BLCA) è il decimo tumore più comune a livello globale, responsabile di circa 549.000 nuovi casi e 200.000 decessi all'anno. Sebbene la maggior parte dei casi sia non invasiva a livello muscolare e gestibile, il 25–30% che progredisce verso una malattia muscolo-invasiva presenta una prognosi sfavorevole, e la diffusione metastatica rimane il principale fattore di mortalità. Questo studio condotto presso il Nanjing Drum Tower Hospital si è proposto di caratterizzare il ruolo oncogenico di SFXN1 (sideroflexin 1), una proteina della membrana mitocondriale interna precedentemente nota principalmente come trasportatore di serina coinvolto nel metabolismo a un carbonio.

Mediante immunoistochimica su 155 tessuti tumorali BLCA inclusi in paraffina (incluse 21 coppie di tessuto normale abbinate e 13 coppie di tessuto fresco), i ricercatori hanno riscontrato che SFXN1 era significativamente sovraespresso nel tessuto tumorale rispetto al tessuto vescicale normale. L'analisi del database UALCAN sui dati TCGA ha confermato questa upregolazione, e un'elevata espressione di SFXN1 era positivamente correlata con uno stadio tumorale avanzato e una sopravvivenza globale ridotta. Questi risultati hanno stabilito una base clinica per un'indagine meccanicistica più approfondita.

Esperimenti funzionali condotti nelle linee cellulari di cancro alla vescica T24 e J82 hanno dimostrato che il knockdown di SFXN1 (tramite siRNA) ha ridotto marcatamente la migrazione e l'invasione cellulare nei saggi transwell e di wound-healing, e ha soppresso la proliferazione nei saggi MTT. Al contrario, la sovraespressione di SFXN1 ha potenziato questi comportamenti metastatici. In modo cruciale, esperimenti di privazione di serina e di recupero con formiato hanno dimostrato che gli effetti pro-metastatici di SFXN1 erano indipendenti dalla sua classica funzione di trasporto della serina, indicando un meccanismo fino ad allora sconosciuto.

L'indagine meccanicistica ha rivelato che SFXN1 agisce come fattore ponte tra due proteasi della membrana mitocondriale interna (IMM) — PARL (presenilin-associated rhomboid-like protein) e MPP-β (mitochondrial processing peptidase-β) — per accelerare la degradazione di PINK1, il principale iniziatore della mitofagia. La co-immunoprecipitazione ha confermato interazioni dirette tra SFXN1, PARL e MPP-β. Nelle cellule con elevata espressione di SFXN1, i livelli proteici di PINK1 erano ridotti, i marcatori di mitofagia (co-localizzazione LC3B–mitocondri, co-localizzazione mitocondri–lisosomi) erano soppressi, e la microscopia elettronica a trasmissione ha rivelato un accumulo di mitocondri danneggiati. Al contrario, il knockdown di SFXN1 ha ripristinato il flusso di mitofagia. Il trattamento con CCCP (un induttore della mitofagia) ha invertito gli effetti pro-metastatici della sovraespressione di SFXN1, mentre Mdivi-1 (un inibitore della mitofagia) ha annullato i benefici anti-metastatici del knockdown di SFXN1.

Con la mitofagia bloccata, i mitocondri disfunzionali si sono accumulati e i livelli di ROS mitocondriali (mtROS) sono aumentati sostanzialmente, come misurato dalla citometria a flusso con MitoSOX. L'elevazione degli mtROS ha attivato la segnalazione TGF-β, che a sua volta ha guidato la transizione epitelio-mesenchimale (EMT), aumentando l'espressione dei marcatori mesenchimali (vimentina, N-caderina) e riducendo i marcatori epiteliali (E-caderina). Lo scavenging degli mtROS con mitoTEMPO ha abolito l'attivazione dell'EMT e la metastasi nelle cellule con sovraespressione di SFXN1. In vivo, il knockdown di SFXN1 mediato da shRNA nelle cellule T24 ha ridotto significativamente la crescita tumorale sottocutanea e la metastasi ai linfonodi in modelli murini nudi nell'arco di 40 giorni, validato mediante imaging a bioluminescenza e IHC. Nel complesso, questi risultati definiscono un asse SFXN1 → PARL/MPP-β → degradazione di PINK1 → arresto della mitofagia → accumulo di mtROS → TGF-β/EMT → metastasi, identificando SFXN1 come un bersaglio nuovo e farmacologicamente aggredibile nel cancro della vescica.