- Identificazione di un nuovo meccanismo microRNA-dipendente di resistenza all'inibizione della via di segnale PI3K/AKT nel carcinoma della prostata
- Identification of a novel microRNA-dependent resistance mechanism to inhibition of the PI3K / AKT signaling pathway in prostate cancer
- Braglia, Luca <1993>
Subject
- BIO/16 Anatomia umana
Description
- Benché le alterazioni della via PI3K/AKT siano molto sudiate a causa del loro ruolo nella tumorigenesi, e rappresentino pertanto un importante bersaglio terapeutico, i risultati di numerosi studi clinici con inibitori di PI3K o AKT sono finora deludenti, in parte a causa dell’insorgenza di resistenza provocata dall'interruzione dei circuiti di feedback negativo. In questo studio, abbiamo scoperto che l’inattivazione farmacologica di AKT in cellule di carcinoma prostatico PC3 porta alla down-regolazione di un microRNA con funzione di oncosoppressore, il miR-145-5p, e ad un drammatico aumento di espressione di uno dei suoi geni target, cioè N/KRas. E’ interessante sottolineare che questo microRNA è considerato un marker di progressione metastatica nel carcinoma prostatico, il cui livello di espressione aiuta a discriminare tra pazienti con iperplasia prostatica benigna e cancro alla prostata. Inoltre, la bassa espressione di miR-145 aumenta il rischio di progressione della malattia da localizzata a metastatica. La conferma che l’aumento di Ras, osservato sia in termini di mRNA che di proteina, è dipendente dalla caduta del miR-145-5p, è stata poi ottenuta tramite un modello di PC3 ingegnerizzate per ottenere il silenziamento inducibile del miR-145-5p. Tramite un array di fosfoproteine siamo poi stati in grado di verificare che l’aumento di Ras provoca la riattivazione della cascata di PI3K/AKT e di ERK. Dal punto di vista meccanicistico, quindi, lo studio ha portato all’identificazione di un nuovo meccanismo di resistenza adattativa, in cui l’inattivazione di AKT provoca una caduta del miR-145-5p che, a sua volta, aumenta l’espressione di Ras e riattiva il signaling di PI3K, rendendo inefficace il trattamento farmacologico. Questi risultati sono particolarmente rilevanti alla luce di recenti studi (NCT04493853; NCT03072238; NCT02525068) e di trial clinici in corso (NCT04737109; NCT03673787), basati sulla somministrazione combinata di inibitori della sintesi degli androgeni con gli inibitori di AKT capitasertib o ipatasertib.
- Although aberrantly active PI3K / AKT pathway is regarded as a main therapeutic target due to its role in tumorigenesis. It therefore not surprising that a number of inhibitory drugs have been trialled for both solid and hematological malignancies. however, the results of clinical studies with such PI3K or AKT inhibitors have been so far disappointing, also because of resistance caused by interruption of negative feedback circuits. In this study, we found that pharmacological inactivation of AKT in PC3 prostate cancer cells leads to down-regulation of a tumor suppressor microRNA, miR-145-5p and to a dramatic increase in the expression of one of its target genes, namely N / KRas. Interestingly, levels of miR-145 help discriminate between benign prostatic hyperplasia and prostate cancer patients, while miR-145 loss increases risk for localized to metastatic disease progression. Low expression of miR-145 is part of a miRNA signature to predict poor survival of PC patients. Confirmation that the observed drop of miR-145-5p triggers an increase of Ras, detected both in terms of mRNA and protein, was obtained using PC3 cells engineered by us to transiently silence the 145-5p guide strand of miR-145 following exposure to doxycycline. Furthermore, through a phosphoprotein array we were then able to validate that such burst of Ras expression elicits reactivation of both the PI3K / AKT and ERK cascades. From a mechanistic point of view, therefore, this study led to the identification of a new adaptive resistance mechanism, in which the inactivation of AKT causes a down-regulation of miR-145-5p, which, in turn, increases Ras expression and reactivates PI3K signaling, lessening drug treatment efficacy. These results are particularly relevant in light of recently published (NCT04493853; NCT03072238; NCT02525068) as well as ongoing (NCT04737109; NCT03673787) clinical trials, based on the combination of androgen deprivation therapy with the AKT inhibitors capitasertib or ipatasertib.
Date
- 2022-06-20
- info:eu-repo/date/embargoEnd/2025-05-10
Type
- Doctoral Thesis
- PeerReviewed
Format
- application/pdf
Identifier
urn:nbn:it:unibo-28603
Braglia, Luca (2022) Identificazione di un nuovo meccanismo microRNA-dipendente di resistenza all'inibizione della via di segnale PI3K/AKT nel carcinoma della prostata, [Dissertation thesis], Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Dottorato di ricerca in Scienze biomediche e neuromotorie