Titolo della tesi: EXPLORING THE ENDONUCLEASE MUS81 AS A NEW FACTOR IMPACTING ON CANCER CHEMOSENSITIVITY
Il complesso MUS81 è un fattore cruciale per il mantenimento della stabilità genomica. È spesso sovraespresso nel cancro al seno e all’ovaio ed è stato proposto come gene di predisposizione al cancro. Il complesso è regolato dalla Caseina Chinasi 2 (CK2) attraverso la fosforilazione della serina 87 (S87), un evento essenziale per la risoluzione di intermedi ramificati durante la mitosi.
I nostri precedenti risultati mostrano che il mutante fosfomimetico MUS81S87D conferisce resistenza agli inibitori di PARP (PARPi) in contesti cellulari carenti di BRCA2, probabilmente perché le rotture a doppio filamento del DNA (DSB) legate alla replicazione, indotte dalla funzione deregolata di MUS81 durante la fase S, possono essere completamente risolte attraverso Alternative End Joining(Alt-EJ).
Pertanto, la funzione deregolata del complesso MUS81 nella fase S emerge come un potenziale modificatore della risposta ai PARPi quando BRCA2 è mutato o assente.
In questo studio, indaghiamo perché il mutante MUS81 S87D bersaglia in modo aberrante le forcelle di replicazione del DNA. Abbiamo scoperto che MUS81 S87D è iper-reclutato alle forcelle di replicazione in corso e che il fenotipo caratteristico delle cellule mutanti S87D-MUS81 viene invertito dalla deplezione della proteina scaffold SLX4 tramite trasfezione di siRNA. Ciò indica che la funzione di taglio deregolata conferita a MUS81 dalla mutazione S87D e il reclutamento eccessivo alle forche di replicazione del DNA dipendono da SLX4.
Confermiamo questi risultati anche utilizzando una serie di mutazioni che abrogano il legame tra MUS81 e SLX4.
Infine, abbiamo valutato se contrastare l’associazione tra SLX4 e MUS81 nella fase S influisca sulla resistenza ai PARPi nelle cellule BRCA2-deficitarie. In accordo con i dati di danno al DNA e localizzazione, l’abrogazione o la riduzione dell’associazione S87D-MUS81/SLX4 è stata sufficiente a ripristinare in gran parte la normale sensibilità ai PARPi delle cellule carenti di BRCA2.
Questi risultati potrebbero portare a una migliore comprensione della relazione tra lo stato di MUS81, la chemosensibilità ai PARPi e il possibile sfruttamento terapeutico di MUS81 come bersaglio farmacologico.
Inoltre, questo studio indaga l’ipotesi che la perdita di MUS81 crei una vulnerabilità sintetica letale con l’inibizione di PARP, in particolare nel contesto dello stress replicativo indotto da oncogeni. Utilizzando il sistema CRISPR/Cas9, su MUS81 è stato eseguito il Knock out in un pannello di linee cellulari umane.
Dimostriamo che la perdita di MUS81 induce una marcata sensibilità all’inibitore di PARP Olaparib in cellule di cancro al seno (MCF7) e cancro ovarico (OVCAR-3) con ricombinazione omologa (HR) competente, ma non in una linea cellulare epiteliale mammaria non tumorale (HMEC).
Questa sensibilità correla direttamente con un significativo accumulo di rotture a doppio filamento del DNA (DSBs).
Inoltre, la linea di carcinoma mammario triplo negativo MDA-MB-231 è rimasta resistente a Olaparib anche dopo la delezione di MUS81. Abbiamo identificato l’amplificazione dell’oncogene MYC, presente nelle linee sensibili MCF7 e OVCAR-3 ma assente nella resistente MDA-MB-231, come il fattore differenziante chiave. Inoltre, abbiamo scoperto che la maggiore sensibilità ai PARPi è anche associata a un cambiamento metabolico che si verifica dopo la perdita di MUS81.
Questi risultati rivelano una nuova letalità sintetica specifica del cancro tra MUS81 e PARP, che sembra condizionata dalla sovraespressione di MYC.
I nostri dati suggeriscono che alti livelli di MYC creano uno stato intenso di stress replicativo, rendendo le cellule tumorali criticamente dipendenti da MUS81 per la sopravvivenza.
Proponiamo che l’amplificazione di MYC possa servire come biomarcatore chiave per identificare i pazienti con tumori HR-proficienti che potrebbero beneficiare di una terapia combinata con inibitori di PARP e futuri agenti diretti contro MUS81, ampliando così l’utilizzo dei PARPi oltre le loro attuali applicazioni.
Inoltre, il rewiring metabolico indotto dalla perdita di MUS81 potrebbe essere studiato per identificare nuove vulnerabilità e nuovi bersagli terapeutici.
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