OMIM Entry – * 611785 – ATP-BINDING CASSETTE, SUBFAMILY B, MEMBER 5; ABCB5

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ABCB5 appartiene alla superfamiglia di proteine di membrana integrale ATP-binding cassette (ABC) transporter. Queste proteine partecipano al trasporto transmembrana ATP-dipendente di molecole strutturalmente diverse che vanno da piccoli ioni, zuccheri e peptidi a molecole organiche più complesse (Chen et al., 2005).

Cercando in un database gli omologhi di ABCB1 (171050), seguito da RT-PCR di RNA da melanociti epidermici primari umani e una linea cellulare di melanoma maligno, Frank et al. La proteina dedotta di 812 aminoacidi ha 5 eliche transmembrana fiancheggiate da domini extracellulari e intracellulari che legano l’ATP. ABCB5 condivide il 54% e il 56% di identità aminoacidica con ABCB1 e ABCB4 (171060), rispettivamente. La RT-PCR ha rilevato ABCB5 nei melanociti e nelle cellule di melanoma, ma non nelle cellule mononucleate del sangue periferico o nelle linee cellulari di tumori non melanoma. L’analisi Western blot ha rivelato una proteina endogena ABCB5 di 89 kD nei melanociti e nelle cellule di melanoma. La citometria a flusso ha mostrato ABCB5 espresso sulla superficie cellulare delle cellule di cancro al seno trasfettate.

Selezionando una libreria di cDNA di melanoma, Chen et al. (2005) hanno clonato 2 varianti di splice di ABCB5, che hanno chiamato ABCB5-alpha e -beta. ABCB5-alpha e -beta divergono dopo l’esone 6, con ABCB5-alpha che include un settimo esone che codifica la sua UTR a 3 primi, e ABCB5-beta che include altri 14 esoni. La proteina ABCB5-alpha di 131 aminoacidi ha una massa molecolare calcolata di 15 kD. Ha un motivo di firma ABC e una sequenza di consenso Walker B, ma nessuna sequenza di consenso Walker A. Al contrario, ABCB5-beta ha un motivo N-terminale di firma ABC e un motivo Walker B, seguito da 6 domini transmembrana e motivi C-terminali Walker A, firma ABC e Walker B. RT-PCR ha rilevato l’espressione preferenziale di entrambi ABCB5-alpha e -beta nei melanomi, senza alcuna espressione in utero normale, polmone o placenta. L’analisi del Northern blot ha rilevato trascrizioni di ABCB5 da 2,4 a 7,5 kb nelle cellule di melanoma, ma non in nessun tessuto umano normale esaminato. La RT-PCR ha mostrato l’espressione di ABCB5-alpha e -beta nei melanociti normali e di ABCB5-beta nelle cellule epiteliali del pigmento retinico.

Frank et al. (2003) hanno trovato che ABCB5, come ABCB1, ha indotto l’efflusso di rodamina in linee cellulari di cancro al seno trasfettate. ABCB5 era altamente espresso in melanociti epidermici umani mono- e multinucleati con un fenotipo progenitore CD133 (PROM1; 604365) positivo. Frank et al. (2003) hanno dimostrato che le cellule poliploidi ABCB5-positive sono state generate dalla fusione cellulare, e questo processo è stato specificamente potenziato dal blocco ABCB5. Gli ibridi di cellule multinucleate hanno dato origine a progenie mononucleate, dimostrando che la fusione ha contribuito alla crescita e alla differenziazione della coltura.

Frank et al. (2005) hanno dimostrato che ABCB5 era espresso nei melanomi maligni clinici e contrassegnava preferenzialmente un sottogruppo di cellule tumorali iperpolarizzate con un fenotipo di cellule staminali CD133-positive nelle culture di melanoma maligno e nei melanomi clinici. Il blocco di ABCB5 con l’anticorpo monoclonale anti-ABCB5 ha invertito la resistenza alla doxorubicina in una linea cellulare di melanoma e ha aumentato l’accumulo intracellulare di doxorubicina, indicando che l’efflusso mediato da ABCB5 era il meccanismo di resistenza alla doxorubicina in queste cellule. L’espressione di ABCB5 in un pannello di linee cellulari di cancro era significativamente correlata alla resistenza tumorale alla doxorubicina.

Schatton et al. (2008) hanno identificato una sottopopolazione di cellule iniziatrici di tumori arricchita di cellule iniziatrici di melanoma maligno umano (MMIC) definite dall’espressione del mediatore di chemioresistenza ABCB5 e hanno dimostrato che il targeting specifico di questa popolazione minoritaria tumorale inibisce la crescita tumorale. Le cellule tumorali ABCB5-positive rilevate in pazienti con melanoma umano hanno mostrato un fenotipo molecolare primitivo e sono correlate alla progressione clinica del melanoma. In esperimenti seriali di xenotrapianto da uomo a topo, le cellule di melanoma ABCBA5-positive possedevano una maggiore capacità tumorale rispetto alle popolazioni bulk ABCB5-negative e ristabilivano l’eterogeneità tumorale clinica. Il tracciamento genetico in vivo ha dimostrato una capacità specifica delle sottopopolazioni ABCB5-positive per l’auto-rinnovamento e la differenziazione, perché le cellule tumorali ABCB5-positive hanno generato sia progenie ABCB5-positive che ABCB5-negative, mentre le popolazioni tumorali ABCB5-negative hanno dato origine, a tassi inferiori, esclusivamente a cellule ABCB5-nulle. In una prima analisi proof-of-principle progettata per testare l’ipotesi che i MMIC sono anche necessari per la crescita dei tumori stabiliti, la somministrazione sistemica di un anticorpo monoclonale diretto a ABCB5, dimostrato di essere in grado di indurre la citotossicità cellulo-mediata anticorpo-dipendente nei MMIC ABCB5-positivi, ha esercitato effetti tumorali inibitori.

Ksander et al. (2014) hanno dimostrato che ABCB5 marca le cellule staminali limbali ed è richiesto per il mantenimento delle cellule staminali limbali (LSC), lo sviluppo e la riparazione della cornea. Inoltre, Ksander et al. (2014) hanno dimostrato che le LSC umane o murine ABCB5-positive isolate prospetticamente possiedono la capacità esclusiva di ripristinare completamente la cornea dopo l’innesto in topi carenti di LSC in modelli di trapianto xenogenico o singenetico. ABCB5 è espresso in modo preferenziale sulle LSC che mantengono l’etichetta nei topi e sulle LSC positive a p63-alfa (vedi 603273) nell’uomo. Coerentemente con questi risultati, la frequenza delle LSC ABCB5-positive è ridotta nei pazienti con deficit di LSC. La perdita di funzione di Abcb5 nei topi knockout Abcb5 ha causato l’esaurimento delle LSC quiescenti a causa di una maggiore proliferazione e apoptosi, e ha provocato una differenziazione corneale difettosa e la guarigione delle ferite. Ksander et al. (2014) hanno concluso che i loro dati presi insieme hanno fornito la prova che ABCB5 identifica le LSC dei mammiferi.

Frank et al. (2003) hanno determinato che il gene ABCB5 contiene 19 esoni e si estende su 108 kb. Chen et al. (2005) hanno determinato che il gene ABCB5 contiene almeno 20 esoni.

Con l’analisi della sequenza genomica, Frank et al. (2003) hanno mappato il gene ABCB5 sul cromosoma 7p21-p15.3. Frank et al. (2005) hanno dichiarato che il gene ABCB5 mappa al cromosoma 7p15.3.