Estudi del paper d’E2F-1 i Ciclina D1 en tumors sòlids deficients per PTEN i avaluació de teràpies dirigides

Abstract

PTEN és un dels gens més freqüentment mutats en càncers humans. Les mutacions en PTEN són relativament habituals en els carcinomes d'endometri, de pròstata, de tiroide i colorectals. La pèrdua de PTEN condueix a la desregulació del cicle cel·lular, contribuint així, a la inestabilitat genòmica, que és un dels tret característics del fenotip tumoral. Per aquest motiu, les proteïnes implicades en cicle cel·lular s'han presentat com a possibles dianes per al tractament de processos tumorals. En aquest context, el factor de transcripció E2F-1 és una proteïna intrigant, ja que presenta una funció dual, com a oncogen i gen supressor tumoral, en funció del context i del tipus cel·lular. Així doncs, en la actualitat, la rellevància clínica i la implicació de l'expressió d’E2F-1 en els processos tumorals continuen essent desconegudes. En la primera part d'aquest treball, s’ha estudiat el paper d’E2F-1 en tumors deficients en PTEN in vivo. L'ablació d'ambdós gens no afecta la progressió ni dels tumors d’endometri ni de pròstata. No obstant això, i sorprenentment, la pèrdua monoal·lèlica i bial·lèlica d’E2F-1 indueix un increment de la incidència i de la progressió de la tumorigènesi a colon induïda per la pèrdua de PTEN. A més, l'absència d'E2F-1 augmenta el nombre i la mida de les lesions observades. En el context de la regulació del cicle cel·lular, s'ha descrit també que PTEN controla l'expressió de Ciclina D1 a través de diversos mecanismes. A més, la deficiència en PTEN promou l'acumulació de complexos del cicle cel·lular, com ara Ciclina D1-CDK4/6. Així doncs, en la segona part d'aquest treball, s’han avaluat els efectes antitumorals de l'ablació de Ciclina D1 en tumors induïts per pèrdua de PTEN in vivo. S’ha observat que la deficiència en Ciclina D1 dóna lloc a una reducció de les lesions endometrials, però no de les hiperplàsies de tiroide ni dels carcinomes de pròstata. Finalment, s’ha estudiat el potencial terapèutic de dos inhibidors diferents en neoplàsies endometrials, de pròstata i tiroide induïdes per la pèrdua de PTEN in vivo. En primer lloc, i d'acord amb els resultats anteriors, la inhibició de CDK4/6 amb el tractament amb Palbociclib redueix només l'extensió dels carcinomes endometrials, sense afectar la progressió de les hiperplàsies de tiroide ni de les neoplàsies de pròstata. D'altra banda, el tractament amb l'inhibidor multiquinasa Regorafenib és capaç de reduir les lesions presents a la tiroide, però no les neoplàsies d'endometri i pròstata. A més, mentre que ambdós fàrmacs, Palbociclib i Regorafenib, frenen la progressió tumoral, cap d'ells elimina completament les malalties.

PTEN es uno de los genes más frecuentemente mutados en cánceres humanos. Las mutaciones en PTEN son relativamente habituales en carcinomas de endometrio, próstata, tiroides y colorrectales. La pérdida de PTEN conduce a la desregulación del ciclo celular, contribuyendo así, a la inestabilidad genómica, rasgo característico del fenotipo tumoral. Por este motivo, las proteínas implicadas en ciclo celular se han presentado como posibles dianas para el tratamiento de procesos tumorales. En este contexto, el factor de transcripción E2F-1 es una proteína intrigante que presenta una función dual, como oncogen y gen supresor tumoral, en función del contexto y del tipo celular. En la actualidad, la relevancia clínica y la implicación de la expresión de E2F-1 en los procesos tumorales siguen siendo desconocidas. En la primera parte de este trabajo, se ha estudiado el papel de E2F-1 en tumores deficientes en PTEN in vivo. La ablación de ambos genes no afecta a la progresión ni de los tumores endometriales ni de próstata. Sin embargo, sorprendentemente, la pérdida monoalélica y bialélica de E2F-1 incrementa la incidencia y la progresión de la tumorigénesis en colon inducida por pérdida de PTEN. Además, la ausencia de E2F-1 aumenta el número y el tamaño de las lesiones observadas. En el contexto de la regulación del ciclo celular, se ha descrito también que PTEN controla la expresión de Ciclina D1 a través de varios mecanismos. Además, la pérdida de PTEN promueve la acumulación de complejos del ciclo celular, tales como Ciclina D1-CDK4/6. En la segunda parte de este trabajo se han evaluado los efectos antitumorales de la ablación de Ciclina D1 en tumores inducidos por pérdida de PTEN in vivo. Se ha observado que la deficiencia en Ciclina D1 reduce las lesiones endometriales pero no las hiperplasias de tiroides ni los carcinomas de próstata. Finalmente, se ha estudiado el potencial terapéutico de dos inhibidores diferentes en neoplasias endometriales, de próstata y tiroides inducidas por la pérdida de PTEN in vivo. En primer lugar, y de acuerdo con los resultados anteriores, la inhibición de CDK4/6 con el tratamiento con Palbociclib reduce sólo la extensión de las lesiones endometriales, sin afectar a la progresión de las hiperplasias de tiroides ni de las neoplasias de próstata. Por otra parte, el tratamiento con el inhibidor multiquinasa Regorafenib es capaz de reducir las lesiones presentes en la tiroides, pero no las neoplasias de endometrio y próstata. Además, mientras que ambos fármacos, Palbociclib y Regorafenib, frenan la progresión tumoral, ninguno de ellos elimina completamente las enfermedades.

PTEN is one of the most frequently mutated genes in human cancers. A significant proportion of human malignancies present PTEN deficiency, such as endometrium, prostate, thyroid and colorectal carcinomas. Loss of PTEN leads to a dysregulation of cell cycle contributing to genomic instability, which is an important feature of the tumoral phenotype. For that reason, cell cycle proteins have been presented as key targets in the treatment of cancer. In this context, the transcription factor E2F-1 appears as intriguing protein because its dual function as oncogene and tumor suppressor gene depending on tissue-context. The clinical relevance and implication of E2F-1 expression in tumoral processes remain largely unknown at present time. Therefore, in the first part of this work, we have studied the role of E2F-1 in PTEN deficient tumors in vivo. Ablation of both genes does not affect the progression of endometrial, prostate and thyroid malignancies. However, surprisingly, monoallelic and biallelic deletion of E2F-1 induces an increment of the incidence and progression of colonic tumorigenesis driven by PTEN loss. In addition, absence of E2F-1 increases the number and the size of the colonic lesions. In the context of cell cycle regulation, it has been also described that PTEN controls the expression of Cyclin D1 through various mechanisms. Furthermore, PTEN deficiency promotes the accumulation of cell cycle complexes, such as Cyclin D1-CDK4/6. In the second part of this work, we have assessed the antitumoral effects of Cyclin D1 ablation in PTEN-induced malignancies in vivo. We have observed that Cyclin D1 loss triggers shrinkage of PTEN deficient endometrial neoplasias, but not on thyroid hyperplasias and prostate carcinomas. Finally, we have evaluated the therapeutic potential of two different inhibitors in endometrial, prostate and thyroid neoplasias induced by PTEN loss. First, and in accordance with previous results, inhibition of CDK4/6 with Palbociclib treatment only reduces the extent of PTEN-induced endometrial carcinoma in vivo, without affecting the progression of thyroid hyperplasias and prostate neoplasias. On the other hand, treatment with multikinase inhibitor Regorafenib was effective reducing thyroid lesions, but not endometrial and prostate neoplasms. While both drugs, Palbociclib and Regorafenib, slow down tumors progression, none of them eliminated the disease.