Le nostre cellule hanno evoluto un complicato meccanismo, chiamato riposta al danno del DNA (DDR), per riparare le lesioni e preservare l'integrità genomica. Mutazioni nelle molecole chiave della DDR, come per esempio ATM o NBS1, rispettivamente responsabili dell'Ataxia Telangectasia e della Sindrome di Nijmegen, causano difetti neuronali, mostrando il ruolo fondamentale di questa via nella fisiologia del sistema nervoso (SN).
Per il suo ruolo oncosoppressorio, la DDR è considerata una naturale barriera anticancro a livello delle lesioni precancerose, dove è in grado di prevenire la trasformazione tumorale. Tuttavia, c'è l'evidenza che molte proteine della DDR, up-regolate nelle cellule tumorali e la cui efficiente attivazione è tra le maggiori cause di resistenza alle terapie, svolgano un ruolo prettamente oncogenico una volta avvenuta la trasformazione.
È infatti noto che molti oncogeni come MYCN, inducendo stress replicativo (RS), producano lesioni a doppio filamento (DSBs) del DNA e abbiano bisogno della DDR per la loro risoluzione.
Tra i tumori caratterizzati da maggiore deregolazione del gene MYCN vi è il medulloblastoma (MB) dipendente dalla via di Sonic Hedgehog (Shh), un tumore pediatrico del sistema nervoso centrale.
Scopo di questo studio sarà pertanto verificare la presenza di RS e DSBs e valutare gli effetti terapeutici del bersagliamento della DDR in modelli di MB con deregolazione della via di Shh/MYCN, in vitro e in vivo.
A tale scopo, ci proponiamo di inattivare la DDR mediante l'inibizione genetica e farmacologica del complesso MRN (Mre11/Rad50/Nbs1), il cui ruolo in questa via è stato già ampiamente dimostrato in letteratura.
Diversi dati indicano fortemente che il bersagliamento della DDR possa essere una terapia efficace per combattere i tumori neuronali che presentano una deregolazione di MYCN. Una prova di principio di questa proposta è fornita anche dai nostri recenti lavori, nei quali il bersagliamento della DDR mediante inibizione del complesso MRN o di PARP1 in combinazione con CHK1, produce estesa morte cellulare nei Neuroblastomi MYCN-amplificati (Petroni et al., 2018; Colicchia et al., 2017).
Lo studio che porteremo avanti, quindi, consentirà di valutare questo approccio anche nel contesto del MB dipendente da Shh/MycN, apportando un grande contributo sia in termini di conoscenze scientifiche sul binomio DDR/MB dipendente da Shh/MycN, sia in termini pratici, attraverso la validazione, in vivo, di un nuovo protocollo terapeutico.
Ci aspettiamo, infatti, che le cellule di MB in cui è distrutta la funzione di MRN mostrino un accumulo di DSBs e apoptosi, con conseguente riduzione della crescita tumorale.
La validazione delle nostre ipotesi, fornirà un ulteriore razionale per lo sviluppo di inibitori farmacologici diretti contro il complesso MRN che superino le problematiche di solubilità di quello già esistente, consentendo un loro utilizzo nei trials clinici, e impattando quindi, sia sulla probabilità di sopravvivenza e sulla qualità della vita dei pazienti affetti da MB sia, di conseguenza, sui costi del sistema sanitario.
Inoltre, il nuovo approccio che proponiamo consentirà di porre le basi per la valutazione di altre combinazioni terapeutiche che mirino al bersagliamento della DDR.
Infine, crediamo che una miglior comprensione del ruolo della DDR nel tenere sotto controllo lo stress replicativo nel sistema nervoso possa essere funzionale per capire come e perché le sindromi da genoma instabile abbiano un esito così catastrofico specificatamente in questo contesto. Lo studio dell'interazione funzionale tra MYCN e il complesso MRN potrà quindi fornire alla comunità scientifica anche un reale e consistente avanzamento nella comprensione delle basi biologiche dello sviluppo del sistema nervoso.