Drugs down-regulating E2F-1 expression hinders cell proliferation through a p53-indipendent mechanism

E2F-1 is a transcription factor that plays a key role in cell-cycle control at G1/S check-point level by regulating the timely expression of many target genes whose products are required for S phase entry and progression. In mammalian cells, E2F-1 is negatively regulated by hypo-phosphorylated Retinoblastoma protein (pRb) whereas it is protected against degradation by its binding to Mouse Double Minute 2 protein (MDM2). In this study we experimented a drug combination in order to obtain a strong down-regulation of E2F-1 by acting on two different mechanisms of E2F-1 regulation mentioned above. This was achieved by combining drugs inhibiting the phosphorylation of pRb with drugs inactivating the MDM2 binding capability. The mechanism of action of these drugs in down-regulating E2F-1 level and activity is p53 independent. As expected, when combined, these drugs strongly inhibits E2F-1 and hinder cell proliferation in p53-/- and p53-mutated cells by blocking them in G1 phase of cell cycle, suggesting that E2F-1 down-regulation may represent a valid chemotherapeutic approach to inhibit proliferation in tumors independently of p53 status.

Identificazione di fattori trascrizionali associati al differenziamento neurale in cellule di sarcoma di Ewing: ruolo di NF-kB

Il sarcoma di Ewing (ES) è un tumore maligno pediatrico dell’apparato scheletrico; è associato a una traslocazione specifica codificante la proteina di fusione EWS-FLI1 e all’alta espressione di CD99, una glicoproteina di membrana fisiologicamente coinvolta in diversi processi biologici. EWS-FLI1 e CD99, sono riportati avere ruoli divergenti nella modulazione della malignità e del differenziamento di ES. CD99 inoltre è riportato modulare il pathway di MAPK, il quale interagendo con molteplici fattori di trascrizione partecipa a processi di proliferazione e differenziamento. In questo studio abbiamo investigato in due linee cellulari di ES silenziate per CD99 (TC-71shCD99 e IOR/CARshCD99) l’attività basale di diversi fattori trascrizionali quali: NF-kBp65, AP1, Elk-1, E2F e CREB. L’unico fattore trascrizionale statisticamente significativo è risultato essere NF-kBp65 e abbiamo valutato il suo ruolo nel differenziamento neurale di cellule di ES e la relazione con EWS-FLI1 e CD99. L’attività trascrizionale di NF-kB è stata valutata attraverso gene reporter assay in linee cellulari di ES a diversa espressione di CD99, EWS-FLI1 e NF-kB stesso. Il differenziamento neurale è stato valutato come espressione di βIII-Tubulin in immunofluorescenza. Il silenziamento di CD99 induce una down-modulazione dell’attività trascrizionale di NF-kB, mentre il knockdown di EWS-FLI1 ne induce un’aumento. Inoltre, il silenziamento di EWS-FLI1 non è in grado di contrastare la riduzione dell’attività di NF-kB osservata dopo silenziamento di CD99, suggerendo un ruolo dominante del CD99 nel signaling di NF-kB. Cellule deprivate di CD99 ma non di EWS-FLI1, mostrano un fenotipo differenziato in senso neurale, fenotipo che viene perso quando le cellule sono indotte a sovraesprimere NF-kB. Inoltre, in cellule CD99 positive, il silenziamento di NF-kB induce un leggero differenziamento neurale. In conclusione, questi dati hanno evidenziato il ruolo di NF-kB nel differenziamento di cellule di ES e che potrebbe essere un potenziale target nel ridurre la progressione di questo tumore.

Harnessing the cellular and molecular complexity of high-risk neuroblastoma to investigate novel potential treatment approaches

Neuroblastoma (NB) is the most common type of tumor in infants and the third most common cancer in children. Current clinical practices employ a variety of strategies for NB treatment, ranging from standard chemotherapy to immunotherapy. Due to a lack of knowledge about the molecular mechanisms underlying the disease's onset, aggressive phenotype, and therapeutic resistance, these approaches are ineffective in the majority of instances. MYCN amplification is one of the most well-known genetic alterations associated with high risk in NB. The following work is divided into three sections and aims to provide new insights into the biology of NB and hypothetical new treatment strategies. First, we identified RUNX1T1 as a key gene involved in MYCN-driven NB onset in a transgenic mouse model. Our results suggested that that RUNX1T1 may recruit the Co-REST complex on target genes that regulate the differentiation of NB cells and that the interaction with RCOR3 is essential. Second, we provided insights into the role of MYCN in dysregulating the CDK/RB/E2F pathway controlling the G1/S transition of the cell cycle. We found that RB is dispensable in regulating MYCN amplified NB's cell cycle, providing the rationale for using cyclin/CDK complexes inhibitors in NBs carrying MYCN amplification and relatively high levels of RB1 expression. Third, we generated an M13 bacteriophage platform to target GD2-expressing cells in NB. Here, we generated a recombinant M13 phage capable of binding GD2-expressing cells selectively (M13GD2). Our results showed that M13GD2 chemically conjugated with the photosensitizer ECB04 preserves the retargeting capability, inducing cell death even at picomolar concentrations upon light irradiation. These results provided proof of concept for M13 phage employment in targeted photodynamic therapy for NB, an exciting strategy to overcome resistance to classical immunotherapy.