Ruolo della proteina arginin-metiltrasferasi-5 (PRMT5) nella linfomagenesi B: implicazioni terapeutiche

Numerosi studi hanno mostrato come i meccanismi epigenetici di regolazione della cromatina svolgano un ruolo centrale nel controllare la trascrizione genica. E’ stato infatti dimostrato che complessi inibitori come SWI/SNF e gli enzimi ad esso associati quali istone deacetilasi (HDAC) e protein arginin-metiltrasferasi (PRMT), siano coinvolti nel controllo della crescita, differenziazione e proliferazione cellulare. Diversi studi hanno mostrato come i meccanismi epigenetici di controllo della trascrizione genica svolgano un ruolo di primo piano nel promuovere la sopravvivenza cellulare in leucemie/linfomi di derivazione dai linfociti B come la leucemia linfatica cronica, il linfoma mantellare ed i linfomi associati al virus di Epstein-Barr (EBV). Tuttavia, molto poco e’ conosciuto circa i meccanismi epigenetici di controllo della trascrizione che divengono operativi e che contribuiscono al processo di trasformazione dei linfociti B. PRMT5 e’ un enzima che di-metila specificamente residui argininici sugli istoni (H) 3 (H3R8) ed 4 (H4R3). PRMT5 ed HDAC lavorano in concerto per reprimere la trascrizione di specifici geni oncosoppressori. In questo progetto sono stati studiati i meccanismi e le conseguenze dell’iperespressione di PRMT5 durante il processo di trasformazione dei linfociti B indotto da EBV, e’ stata dimostrata l’importanza di questo enzima nel processo di trasformazione, e sono stati studiati nuovi metodi per inibirne l’espressione/attivita’. In particolare si e’ dimostrato che l’espressione di PRMT5 e’ ridotta o assente in linfociti B normali (o attivati da stimoli fisiologici) ed elevata in linee cellulari linfoblastoidi immortalizzate o completamente trasformate. Elevati livelli citosolici di PRMT5 sono detectabili dopo 4 giorni dall’infezione di linfociti B normali con EBV, PRMT5 e’ detectabile a livello nucleare, dove esercita la sua funzione repressoria la trascrizione, a partire dal giorno 8. L’utilizzo di specifici small interference RNAs (siRNA) in linee cellulari linfoblastoidi ha permesso di dimostrare la riduzione dell’espressione di PRMT5, la riduzione della metilazione degli istoni target di PRMT5, inibizione della proliferazione cellulare e abbassamento della soglia di sensibilita’ cellulare a stimoli pro-apoptotici. Esperimenti di co-immunoprecipitazione cromatinica hanno permesso di evidenziare che in queste cellule PRMT5 e’ parte di un complesso proteico a funzione inibitoria e che questo complesso si lega alla regione promotrice di specifici geni oncosoppressori quali ST7, GAS e NM23, inibendone la trascrizione. Si e’ inoltre provveduto a sviluppare una categoria di inibitori allosterici di PRMT5: l’attivita’ terapeutica/la specificita’ in vitro e la modalita’ di somministrazione ottimale in modelli murini di linfoma non-Hodgkin, sono in corso di valutazione.

Role of CARM1 (PRMT4) in high grade serous ovarian cancer metabolism and function of PRMT5 in ARID1A- deficient endometrial cancer invasion

The arginine methyltransferase CARM1 (PRMT4) is amplified and overexpressed in ~20% of high-grade serous ovarian cancer (HGSOC) and correlates with a poor survival. Therapeutic approaches based on CARM1 expression remain to be an unmet need. Here we show that fatty acid metabolism represents a metabolic vulnerability for HGSOC in a CARM1 expression status dependent manner. CARM1 promotes the de novo synthesis of fatty acids and monounsaturated fatty acids (MUFAs). The disruption of MUFAs synthesis by inhibition of SCD1 results in excessive accumulation of cytotoxic saturated fatty acids and it is synthetic lethal with CARM1 expression. Collectively, our data show that the pharmacological inhibition of MUFAs synthesis via SCD1 inhibition represents a therapeutic strategy for CARM1-high HGSOC. Another arginine methyltransferase, PRMT5, has been identified by our CRISPR screening analysis as a promising candidate for invasive ARID1A-deficient endometrial cancer. Endometrial Cancer frequently harbor somatic inactivating mutation of ARID1A that can promote an invasive phenotype. Our in vitro approach validated the CRISPR screening showing that both PRTM5 knock down and its pharmaceutical inhibition specifically hamper the invasion of ARID1A inactivated cells. Mechanistically, PRMT5 directly regulates the epithelia to mesenchymal transition pathway genes interacting with the SWI/SNF complexes. Moreover, in vivo experiments showed that PRMT5 inhibition contrasted the myometrium invasion highlighting PRMT5 inhibition as promising therapeutic strategy for ARID1A- inactivated aggressive endometrial cancer.