The Role Of Zonulin In Glioblastoma Biology

Abstract

Antecedentes: El glioblastoma (GB) es uno de los tumores cerebrales primarios más malignos y difusos. El edema cerebral, debido a la disrupción de la barrera hematoencefálica (BHE), constituye un grave efecto adverso y se correlaciona con un peor pronóstico. Las células estaminales de glioma (CEG) contribuyen a la resistencia a los tratamientos. La zonulina, una molécula involucrada en el desensamble de las junciones estrechas del endotelio de la BHE, se sobre expresa en el suero de pacientes con glioma de alto grado y en un modelo de BHE sometido a un ensayo de invasividad. Métodos: Para determinar una posible implicación de la zonulina en la disfunción de la BHE y en la progresión tumoral en GB, su expresión (ARN y proteína) se cuantificó en pacientes (tejidos tumorales y suero), líneas celulares de glioma U-87MG y U-118MG, y CEG in vitro (neuroesferas). A continuación, se realizó un análisis de correlación con los parámetros clínicos. Además, se determinó su localización celular con inmunofluorescencia. Resultados: Los pacientes mostraban una expresión de zonulina intermedia entre las neuroesferas (mayor) y las líneas celulares de glioma (menor) (p=0.010). En las muestras tumorales la zonulina se correlacionaba con el volumen de edema y de captación de contraste, y sus niveles séricos a un peor pronóstico. Conclusiones: En pacientes, los niveles de zonulina se asocian a volumen de edema, captación de contraste y prognosis; en pacientes, la zonulina se expresa más que en las líneas celulares de glioma; las CEG in vitro expresan elevados niveles de zonulina.

Background: Glioblastoma (GB) is one of the most malignant and widespread primary brain tumours. Cerebral oedema is a seriously associated clinical feature, mainly due to blood brain barrier (BBB) impairment and correlated with a worse prognosis. Moreover, glioma stem cells (GSCs) in GB contribute to symptoms aggravation and treatment resistance. Zonulin, a molecule implicated in endothelial tight junction disengagement in BBB, is overexpressed in serum of high-grade glioma patients and in an in vitro BBB model submitted to invasiveness assay. Methods: To assess a possible implication of zonulin in BBB impairment and tumour progression in GB, zonulin expression was analysed in patients (tumoral tissue and serum), glioma cell lines U-87MG and U-118MG, and GSCs in vitro (neurospheres). Both mRNA and protein expression were quantified, using quantitative real-time polymerase-chain-reaction and western blot, respectively, and zonulin cellular location was detected by immunofluorescence. Then, zonulin levels were correlated to clinical parameters. Results: Zonulin protein, mainly located in nuclei, was expressed in tumoral samples, at an intermediate level between neurospheres (highest) and glioma cell lines (lowest) (p=0.010). Moreover, zonulin was correlated to oedema volume (p=0.037) and contrast enhancement volume (p=0.020), and its serum levels were associated to a worse prognosis (p=0.012). Conclusions: In patients, high levels of zonulin are associated with some clinical parameters, as oedema volume, contrast enhancement volume and survival outcomes; in patients, zonulin is more expressed than in glioma cell lines; GSCs in vitro express elevated levels of zonulin.