Dottorato in GENETICA E BIOLOGIA MOLECOLARE

Titolo della tesi: Nuclear Respiratory Factor 1 (NRF1) promotes cell survival in Multiple Myeloma under proteasome inhibition therapy.

Il mieloma multiplo (MM) è una complessa neoplasia ematologica caratterizzata dall’espansione clonale delle plasmacellule nel midollo osseo, tipicamente preceduta da stadi premaligni come la MGUS. Nonostante i notevoli progressi terapeutici, il MM rimane una malattia incurabile, e la resistenza agli inibitori del proteasoma, come il bortezomib (BTZ), rappresenta una delle principali sfide cliniche. Comprendere l’interazione tra l’attività dei fattori di trascrizione e le alterazioni epigenetiche è fondamentale per chiarire la patogenesi multilivello del MM. In questo studio, il fattore di trascrizione nuclear respiratory factor 1 (NRF1) è stato identificato come un regolatore chiave in grado di sostenere la sopravvivenza delle cellule di mieloma e di contribuire alla progressione della malattia e alla resistenza ai farmaci. L’analisi della accessibilità cromatinica (ATAC-seq) condotta su 55 campioni di MM, integrata con analisi computazionale dei footprint, ha rivelato un aumento marcato del legame di NRF1 nel MM rispetto alla MGUS, in correlazione con una minore sopravvivenza globale nei pazienti. Dal punto di vista meccanicistico, tale incremento è sostenuto da un enhancer precedentemente non caratterizzato (eNRF1), localizzato 169 kb a monte del promotore di NRF1 e attivo selettivamente nelle plasmacellule maligne. Dal punto di vista funzionale, NRF1 si lega a 5.749 regioni regolatorie specifiche del MM, controllando 103 geni arricchiti nelle vie dell’ubiquitinazione e della risposta al protein misfolding (UPR). La deplezione di NRF1 altera l’omeostasi del sistema ubiquitina–proteasoma, induce stress del reticolo endoplasmatico e riduce la proliferazione cellulare, mentre la sua over-espressione ripristina la sopravvivenza. L’espressione di NRF1 e del suo programma trascrizionale risultano fortemente aumentati dal trattamento con BTZ, contribuendo quindi all’acquisizione di resistenza. Dal punto di vista terapeutico, il silenziamento di eNRF1 mediante oligonucleotidi antisenso (ASO) riduce l’espressione di NRF1, compromette la crescita delle cellule di MM e le sensibilizza al BTZ, sia le linee sensibili che quelle resistenti. Nei modelli xenograft, il trattamento con ASO-eNRF1, da solo o in combinazione con BTZ, riduce significativamente il carico tumorale e prolunga la sopravvivenza. Complessivamente questi risultati identificano NRF1 come un regolatore centrale dell’adattamento allo stress del proteosoma e eNRF1 come un enhancer farmacologicamente modulabile, la cui inibizione rappresenta una promettente strategia per potenziare l’efficacia degli inibitori del proteasoma e superare la resistenza farmacologica nel mieloma multiplo.