Dottorato in MEDICINA MOLECOLARE

Titolo della tesi: Unraveling the molecular mechanisms driving brain tumorigenesis to unlock innovative therapies

I tumori cerebrali rimangono tra le neoplasie più difficili da trattare a causa dell’elevata eterogeneità, della crescita aggressiva, del microambiente immunosoppressivo e della resistenza alle terapie. Nonostante i progressi nelle cure cliniche, la sopravvivenza a lungo termine rimane scarsa, sottolineando la necessità di strategie terapeutiche innovative. I recenti progressi nella chiarificazione delle basi genetiche dei tumori del sistema nervoso centrale hanno spostato la classificazione verso caratteristiche molecolari, accompagnati da un numero crescente di trial clinici mirati ad alterazioni genetiche ed epigenetiche così come alla modulazione immunitaria. In questo contesto, la mia ricerca di dottorato si è concentrata su due dei tumori cerebrali più letali, il glioblastoma (GB) e il medulloblastoma (MB), con l’obiettivo di identificare nuovi bersagli molecolari che potessero essere sfruttati a scopo terapeutico. Nel GB, abbiamo identificato MEX3A, una proteina legante l’RNA e ligasi E3 ubiquitina, come un regolatore chiave della crescita tumorale. MEX3A risulta fortemente sovraregolata nel GB e correla inversamente con RIG-I, un sensore citosolico dell’RNA che attiva la segnalazione dell’interferone di tipo I (IFN) e l’apoptosi. Abbiamo rivelato che MEX3A promuove la degradazione di RIG-I dipendente da ubiquitina, mentre il suo silenziamento ripristina i livelli di RIG-I, sopprime la proliferazione del GB e prolunga la sopravvivenza in modelli ortotopici di xenotrapianto. Dato il ruolo di RIG-I nell’attivazione immunitaria e nella soppressione tumorale, abbiamo esplorato se la stimolazione di RIG-I potesse fornire un beneficio terapeutico. Abbiamo testato agonisti a RNA di RIG-I e abbiamo riscontrato che M8 (5′pppRNA) attiva potentemente la segnalazione IFN, l’apoptosi e la soppressione tumorale. È importante notare che la combinazione del silenziamento di MEX3A con M8 ha ottenuto effetti antitumorali più marcati nelle cellule di GB rispetto a ciascun intervento singolarmente. Complessivamente, questi risultati stabiliscono l’asse MEX3A/RIG-I come un promettente bersaglio terapeutico nel GB, supportando lo sviluppo di interventi basati su RNA per potenziare le risposte antitumorali. Parallelamente, abbiamo investigato i meccanismi molecolari alla base della tumorigenesi del MB, con un focus sul sottogruppo Sonic Hedgehog (SHH), il più prevalente e geneticamente definito. In questo contesto, abbiamo scoperto un nuovo ruolo per le formine, principali regolatori della dinamica del citoscheletro, con INF2 che agisce come regolatore negativo della segnalazione SHH contrastando l’attivazione della trascrizione di Gli1 mediata da mDia2. È importante notare che l’espressione di INF2 aumenta durante lo sviluppo cerebellare tardivo, coincidente con lo spegnimento della via SHH, mentre la sua inibizione genetica potenzia l’espressione di Gli1 e la proliferazione dei progenitori neuronali granulari (GNPs), le cellule di origine dell’SHH-MB. Coerentemente, INF2 risultava sottoregolata nei campioni di SHH-MB, e la sua sovraespressione riduceva la proliferazione e l’invasione delle cellule tumorali primarie. Questi risultati evidenziano le formine come nuovi regolatori della biologia dell’SHH-MB e candidati terapeutici di rilievo. Complessivamente, i nostri studi sottolineano nuove vulnerabilità molecolari nel GB e nel MB, fornendo una solida razionale per strategie terapeutiche innovative che potrebbero, in ultima analisi, trasformare lo scenario terapeutico di questi devastanti tumori cerebrali.