Characterisation of the proteomic response of the neuroblastoma cell line SH-SY5Y to differentiation factors

Sofia Noronha Falcão Teotónio Pereira

Key information

Authors:

Sofia Noronha Falcão Teotónio Pereira (Sofia Noronha Falcão Teotónio Pereira)

Supervisors:

Pedro Boto Pereira Franco Pinheiro (Pedro Boto Pereira Franco Pinheiro); José Gonçalo Deira Duarte de Campos Justino (José Gonçalo Deira Duarte de Campos Justino)

Published in

November 20, 2023

Abstract

O neuroblastoma, um tumor maligno originário de células da crista neural, apresenta-se como um modelo celular complexo para o estudo da diferenciação neuronal e alterações proteómicas. Este estudo foca-se na resposta proteómica de células SH-SY5Y, uma linha celular de neuroblastoma estabelecida, a fatores de diferenciação como ácido retinóico (AR), 12-O-tetradecanoilforbol-13-acetato (TPA) e sua combinação. Essa abordagem ressalta a complexidade da diferenciação induzida. Utilizando espectrometria de massa de alta resolução, o estudo visa identificar alterações significativas na expressão proteica e inferir as vias de sinalização impactadas. Os métodos incluem o cultivo de células em DMEM enriquecido com glicose e 10% de FBS, sob condições ambientais controladas. Placas revestidas com colágeno são usadas para promover adesão e integridade morfológica das células. Para acompanhar as mudanças proteómicas durante a diferenciação, um cronograma de colheita estratégico nos dias 3, 5 e 7 é adotado, visando capturar alterações dinâmicas. As proteínas são extraídas e analisadas por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência-Espectrometria de Massa de Alta Resolução (HPLC-HRMS) para elaborar um perfil proteómico detalhado. O estudo identifica várias proteínas com expressão alterada, potencialmente importantes na patologia do neuroblastoma, incluindo STMN4, NELL2, RHEB e BDNF. Estes resultados enfatizam a importância do controlo rigoroso do ambiente celular, incluindo a adesão ao substrato e a densidade da cultura, para manter a autenticidade das células. As mudanças proteómicas observadas indicam um conjunto complexo de processos celulares na neuro-diferenciação, necessitando de mais estudos moleculares. Este entendimento é crucial para desenvolver tratamentos inovadores focados nas vias de sinalização das células de neuroblastoma. Neuroblastoma is a malignant tumour that arises from neural crest cells and offers a multifaceted cellular model for the investigation of neuronal differentiation and proteomic alterations. This study investigates the proteomic response of SH-SY5Y cells, a well-established neuroblastoma cell line, to specific differentiation factors, in particular retinoic acid (RA), phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) and their combination, highlighting the complexity of induced differentiation. Additionally, a proteomic analysis was conducted using high-resolution mass spectrometry to identify significant protein expression changes and infer affected signaling pathways. The methods involve growing cells in DMEM rich in glucose and supplemented with 10% FBS under carefully controlled environmental conditions. This is complemented using collagen-coated dishes, which promotes enhanced cell adherence and morphological integrity. To monitor proteomic variations during the differentiation step, a strategic harvesting schedule (days 3, 5 and 7) was used to capture dynamic proteomic changes. Proteins were extracted and analyzed using High-Performance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry (HPLC-HRMS) to obtain a comprehensive proteomic profile. Several proteins with altered expression were identified, which may have potential roles in neuroblastoma pathophysiology. These proteins include STMN4, NELL2, RHEB and BDNF, among others. The results highlight the crucial need for strict control of the cellular environment, including substrate adherence and culture density, to sustain cellular authenticity. Moreover, the observations obtained from the proteomic changes indicate a complex array of cellular processes involved in neurodifferentiation, necessitating further extensive molecular investigations. This comprehension is crucial for designing innovative treatments that target the signaling pathways inherent in neuroblastoma cells.