EXPLORING THE ROLE OF NICOTINAMIDE N-METHYLTRANSFERASE ENZYME IN HUMAN OSTEOSARCOMA: POTENTIAL CONTRIBUTION TO PROLIFERATION, MIGRATION AND CHEMOSENSITIVITY

Osteosarcoma (OS) is the most common malignant bone tumor in children and young adults, with a 5-year survival rate ranging from 70% to 20%, depending on the disease stage. OS is an aggressive neoplasm, often characterized by the presence of lung metastases at diagnosis. Furthermore, its marked resistance to chemo- and radiotherapy significantly contributes to the poor prognosis. This highlights the urgent need to investigate the molecular mechanisms underlying OS tumorigenesis to identify novel therapeutic targets for more effective treatment strategies. In this study, we focused on the role of nicotinamide N-methyltransferase (NNMT), a cytosolic enzyme that uses S-adenosyl-L-methionine as a methyl donor, to catalyze the N-methylation of nicotinamide and related compounds. NNMT overexpression has been reported in several solid tumors, where it has been implicated in promoting cancer cell proliferation, migration, and resistance to therapeutic agents. NNMT expression was assessed by immunohistochemistry in formalin-fixed, paraffin-embedded OS and healthy bone tissue samples. To investigate the functional contribution of NNMT to tumor cell metabolism, U-2 OS and Saos-2 osteosarcoma cell lines were transfected with short hairpin RNA (shRNA) vectors targeting NNMT mRNA. The efficiency of NNMT knockdown was evaluated by Real-Time PCR and Western blot analyses. The impact of NNMT silencing on cell viability, proliferation, migration, and sensitivity to chemotherapeutic agents (doxorubicin and cisplatin) was subsequently determined. Our results revealed significantly higher NNMT expression levels in OS tissues compared to healthy bone samples. Moreover, NNMT silencing in OS cell lines led to a marked reduction in cell viability, proliferation, and migration, accompanied by enhanced sensitivity to chemotherapeutic treatments. These findings suggest that NNMT could represent a valuable biomarker for OS diagnosis and a potential target for developing effective therapeutic strategies for OS patients.  

L'osteosarcoma (OS) è il tumore osseo maligno più comune nei bambini e nei giovani adulti, con un tasso di sopravvivenza a 5 anni che varia dal 70% al 20%, a seconda dello stadio della malattia. Si tratta di una neoplasia particolarmente aggressiva, spesso caratterizzata dalla presenza di metastasi polmonari già al momento della diagnosi. Inoltre, l’elevata resistenza ai trattamenti chemio- e radioterapici contribuisce in modo significativo alla prognosi sfavorevole. Queste caratteristiche sottolineano l'importanza di approfondire i meccanismi molecolari alla base della insorgenza di tale neoplasia, al fine di identificare nuovi bersagli terapeutici e sviluppare strategie di trattamento più efficaci. Il presente studio si è focalizzato sulla nicotinamide N-metiltrasferasi, un enzima citosolico che utilizza l’S-adenosil-L-metionina come donatore di metile per catalizzare la reazione N-metilazione della nicotinamide e dei suoi analoghi strutturali. Un’aumentata espressione di quest’ultimo è stata documentata in numerosi tumori solidi, dove sembra contribuire alla promozione della proliferazione, della capacità migratoria e della resistenza ai convenzionali trattamenti antineoplastici. L’espressione dell’NNMT è stata analizzata, dapprima a livello tissutale, mediante analisi immunoistochimica su campioni di tessuto osseo sano e di osteosarcoma fissati in formalina e inclusi in paraffina. Per studiare il contributo dell’enzima al metabolismo tumorale, le linee cellulari di osteosarcoma U-2 OS e Saos-2 sono state trasfettate con vettori plasmidici contenenti shRNA diretti contro la sequenza nucleotidica relativa al messaggero dell’NNMT. L’efficienza del silenziamento è stata verificata tramite Real-Time PCR e analisi Western blot. Successivamente, è stato valutato l’effetto del silenziamento dell’enzima sulla vitalità cellulare, proliferazione, capacità migratoria e sensibilità agli agenti chemioterapici, quali doxorubicina e cisplatino. I risultati hanno evidenziato livelli significativamente più elevati di espressione dell’NNMT nei tessuti tumorali rispetto ai campioni di osso sano. Inoltre, il silenziamento dell’NNMT nelle linee cellulari di OS ha determinato una significativa riduzione della vitalità, della proliferazione e della migrazione cellulare, oltre ad un aumento della chemiosensibilità. Questi dati suggeriscono che l’NNMT potrebbe rappresentare un affidabile biomarcatore per la diagnosi dell’osteosarcoma, oltre che un potenziale bersaglio per lo sviluppo di nuove ed efficaci strategie terapeutiche nei pazienti affetti da tale neoplasia.