Nella maggior parte dei tumori umani Myc, un fattore di trascrizione bHLH, potenzia e stabilizza il programma di espressione di importanti reti geniche, contribuendo a sostenere il fenotipo tumorale. L'attività molecolare di Myc è cruciale per funzioni biologiche fondamentali per la cellula in condizioni normali, come la proliferazione, il differenziamento e l'apoptosi. Interferire con il meccanismo di azione di Myc mediante espressione di Omomyc, un mutante del dominio bHLH, è differente rispetto all'inibizione con RNAi. Omomyc destabilizza il legame degli eterodimeri Myc-Max da numerosi siti della cromatina, mentre l'RNAi inibisce la sintesi della proteina Myc compromettendo tutte le funzioni biologiche che dipendono da Myc. Omomyc bersaglia selettivamente Myc e i suoi interattori, reprimendo l'espressione di geni direttamente correlati con il fenotipo tumorale, induce apoptosi e promuove il differenziamento in presenza di appropriati stimoli extracellulari. L'espressione di Omomyc determina una significativa riduzione della massa tumorale e previene la formazione di neoplasie. E' importante, quindi, investigare quali sono i meccanismi molecolari che definiscono una specifica azione di Omomyc e per questo scopo useremo cellule staminali di glioblastoma BT168. Poiché ipotizziamo che il knockdown di Myc con RNAi abbia effetti differenti rispetto all'inibizione di Myc mediante Omomyc, in questo studio analizzeremo globalmente l'espressione genica differenziale, strettamente correlata con proprietà tumorigeniche Myc-dipendenti, nelle due condizioni sperimentali. E' noto, inoltre, che il programma trascrizionale di cellule tumorali è anche regolato da regioni super-enhancer, domini della cromatina in grado di potenziare o di abbassare l'espressione di numerosi geni. Uno dei nostri obiettivi è indagare se Myc lega anche regioni super-enhnacer, potenziando il fenotipo di cellule staminali di glioblastoma.
Interferire il meccanismo di azione di Myc tramite Omomyc contribuisce a chiarire l'attività molecolare oncogenica di Myc nei tumori. Omomyc produce effetti biologici di transrepressione e transattivazione opposti a quelli di Myc, senza bloccare totalmente la trascrizione del gene MYC e quindi la traduzione della proteina. Myc, in condizioni normali, è espresso nella maggior parte delle cellule e, dimerizzando con Max, regola finemente l'espressione genica. Omomyc agisce perturbando selettivamente la Myc-Max network (Savino et al. 2011). In presenza di Omomyc, l'interattoma di Myc è riprogrammato a svolgere un'attività prevalentemente repressoria poiché Omomyc sostituisce Myc su gran parte dei siti genomici. Consegue una selettiva repressione di fattori di trascrizione fondamentali per l'autorinnovamento del glioblastoma e una attivazione di geni coinvolti nella soppressione tumorale e nel differenziamento (Galardi et al. 2016). Inoltre il vantaggio di inibire Myc mediante Omomyc rispetto all'utilizzo di RNAi è dato dagli straordinari effetti terapeutici in modelli murini di cancro e dagli effetti, invece, reversibili e ben tollerabili a livello sistemico, in tessuti normali (Soucek et al. 2004). Con il presente progetto sarà possibile identificare i geni significativamente e differenzialmente modulati dall'inibizione di Myc e dal knockdown di Myc, permettendo di studiare quali sono le reti geniche e quindi le vie di segnalazione attivate da Myc in un contesto tumorale. Questi dati potrebbero fornire maggiori informazioni sulle proprietà anti-tumorigeniche di Omomyc, mentre lo studio delle regioni super-enhancer potrebbe rivelare nuovi meccanismi epigenetici critici per la tumorigenesi.
Pertanto il progetto si propone di investigare il ruolo di Myc nel glioblastoma multiforme attraverso il confronto degli effetti antitumorali dell'inibizione di Myc tramite Omomyc, con l'inibizione indotta dall'RNAi, proponendo Omomyc come possibile strategia terapeutica del glioblastoma.