L'Aneuploidia e l'instabilità cromosomica giocano un ruolo fondamentale nella tumorigenesi. Le cellule eucariotiche possiedono un meccanismo di sorveglianza della mitosi per mantenere un corretto corredo cromosomico, il "checkpoint mitotico" (CM). Durante la metafase, un complesso multiproteico di controllo si assembla sui cinetocori non attaccati ai microtubuli per controllare l'allineamento dei cromosomi e ritarda l'entrata in anafase fino a quando tutti i cinetocori siano correttamente attaccato alle fibre del fuso mitotico, assicurando così una corretta segregazione. Tra i vari componenti del CM riveste un ruolo essenziale la proteina MAD2, i cui aberranti livelli di espressione sono stati riscontrati in varie tipologie di tumori umani caratterizzati da instabilità cromosomica (CIN), aneuploidie e prognosi infauste.
Nel nostro laboratorio è stato precedentemente caratterizzato KCASH2, un gene oncosoppressore in grado di inibire la attività della via del segnale di Hedgehog (Hh), coinvolta nella morfogenesi di molti organi e tessuti e nella staminalità cellulare. La via di Hh, se deregolata, può portare alla formazione di varie tipologie tumorali, tra cui il medulloblastoma (MB), il più frequente tumore maligno solido infantile.
Recentemente abbiamo identificato MAD2 come un nuovo interattore di KCASH2. Dati preliminari dimostrano che KCASH2 è in grado di indurre la ubiquitinazione e degradazione di MAD2, riducendone quindi i livelli cellulari.
Scopo del presente progetto è caratterizzare il ruolo della interazione tra KCASH2 e MAD2, nel CM. L'individuazione di un nuovo meccanismo di azione di KCASH2 nella soppressione di meccanismi tumorigenetici, ed il suo coinvolgimento nei meccanismi di regolazione del checkpoint mitotico possono favorire lo sviluppo di nuovi approcci terapeutici nei trattamenti oncologico non solo del MB ma anche di altri tumori caratterizzati da instabilità cromosomale.
Il progetto di ricerca presentato si propone di caratterizzare il ruolo di KCASH2 nella modulazione della proteina MAD2 e nella regolazione del checkpoint mitotico.
La identificazione del primo modulatore della stabilità della proteina MAD2, (fino ad adesso mancante) si inserisce in un quadro molto articolato di interazioni tra proteine che prendono parte al check point mitotico. La caratterizzazione del meccanismo di azione di KCASH2, della sua interazione con MAD2 e con altri componenti del checkpoint mitotico, della loro localizzazione, sono informazioni che possono contribuire in maniera significativa a completare il quadro di un meccanismo complesso e finemente modulato che ha un ruolo fondamentale nella stabilità cromosomica.
Riteniamo che la realizzazione di questo progetto di ricerca possa fornire informazioni chiave per comprendere non solo il ruolo di KCASH2 nella regolazione di MAD2 e della stabilità cromosomica, ma anche di avere nuove informazioni sul meccanismo stesso di azione di MAD2 nel MCC.
Tali informazioni potranno fornire ulteriori tasselli utili alla comprensione dei meccanismi di controllo della mitosi, delle alterazioni che possono provocare aneuploidia e instabilità cromosomica e in ultima analisi del loro ruolo nella tumorigenesi.
Inoltre la disponibilità di un modello murino KCASH2-KO aggiungerà ulteriori potenzialità alla sperimentazione, che potrà otternere conferma in vivo di alcune delle osservazioni ottenute in vitro o ex vivo.
Infine i dati ottenuti potrebbero dimostrare un nuovo ruolo per l'oncosoppressore KCASH2. Fino ad oggi KCASH2 è stato individuato unicamente come un regolatore negativo della via di Hedgehog e quindi il suo interesse limitato ai tumori Hh dipendenti. Il nuovo ruolo come regolatore di MAD2 e del MCC potrebbe evidenziare un ruolo per KCASH2 anche in altri contesti tumorali, non Hh dipendenti, caratterizzati da marcata instabilità cromosomica. Queste osservazioni potrebbero consentire di progettare nuove strategie in grado di modulare l'espressione o l'attività di MAD2 a fini terapeutici