Background
I tumori cerebrali, in particolare il glioblastoma multiforme (GBM) sono un'importante sfida medica non risolta. Il GBM rappresenta il 12-15% di tutti i tumori cerebrali ed è uno dei tumori più mortali, con la sopravvivenza mediana più lunga di 14 mesi, nonostante il trattamento massimo. Per questi motivi sono necessarie terapie più efficaci e specifiche per questi tumori.
Ipotesi
Una possibile strategia per sviluppare nuove terapie antitumorali è quella di prendere di mira le molecole che, nonostante non siano mutate, sono necessarie per la crescita e la progressione del tumore. Su questa base, i geni associati alla microcefalia primaria (MCPH) sono potenziali bersagli interessanti. MCPH è una malattia rara causata da mutazioni in 27 geni, specificamente implicata nell'espansione dello sviluppo dei progenitori neurali. Poiché le cellule GBM sono simili da un punto di vista molecolare ai progenitori neuronali, è possibile che dipendano anche loro specificamente dai geni MCPH (MG). Nel mio lavoro precedente, ho convalidato CITK (MCPH17) come promettente target per la terapia del medulloblastoma (MB) un altro tipo di tumore cerebrale, da solo e in combinazione con radiazioni ionizzanti o cisplatino.
Obiettivi
In questo progetto intendo valutare l'effetto dell'inattivazione nelle cellule GBM di quattro diversi geni MCPH: CITK, KIF14, PNKP e CENPE. Li ho scelti perché esistono già o sono in via di sviluppo specifici inibitori della loro attività. Ho intenzione di: 1) affrontare la sensibilità delle cellule staminali del glioblastoma (GSC) all'inattivazione della MG selezionata; 2) generare GSC con deplezione inducibile di MG per saggi di proliferazione e xenotrapianti; 3) valutare se l'inibizione farmacologica dei geni selezionati ne ricapitola la deplezione; 4) valutare gli effetti sinergici dell'inibizione del MG e delle radiazioni ionizzanti (IR) su linee cellulari di GBM; 5) scoprire il meccanismo molecolare degli effetti di deplezione di MG; 6) valutare l'effetto della deplezione di MG sullo sviluppo e sulla crescita di xenotrapianti GBM.
Design sperimentale
Ho intenzione di inattivare i geni selezionati, transitoriamente o stabilmente, in linee di GSC umane primarie. L'inattivazione genica transitoria sarà ottenuta utilizzando reagenti a base di RNAi; l'inattivazione stabile sarà basata su vettori lentivirali inducibili che esprimono sequenze CRISPR/cas9 specifiche, controllati dal repressore ibrido KRAB-tTR sensibile alla tetraciclina; l'inibizione di MG sarà ottenuta utilizzando piccole molecole: (E)-2-(4-isopropil-3-nitrobenzilidene)-idrazinacarbotioamide, A12B4C3 e GSK923295, inibitori di KIF14, PNKP e CENPE, rispettivamente. Inoltre, assocerò questi trattamenti in vitro all'IR, per valutare gli effetti prodotti sulle GSC dalla combinazione con la terapia stabilita. Infine, eseguirò esperimenti di xenotrapianto con GSC ingegnerizzati per ottenere il knock out inducibile, per ottenere la prova di concetto in vivo per lo sviluppo preclinico di nuove terapie.
risultati aspettati
I risultati dei miei studi dovrebbero fornire indicazioni chiare sulle potenzialità dei MG come target per la terapia singola o combinata nella GBM. Inoltre, potrebbero fornire buone indicazioni sui tipi di GBM che hanno maggiori probabilità di trarre beneficio dal trattamento con inibitori specifici della loro attività.
Impatto sul cancro
L'identificazione di nuovi obiettivi efficaci per il GBM sarebbe un risultato importante per la terapia del cancro al cervello, che non ha visto progressi significativi negli ultimi decenni.