Discovery of synthetic lethal or viable interactions between DNA repair pathways

Resum

Les cèl·lules de mamífer han desenvolupat rutes de reparació de l’ADN per protegir el material genètic de mutacions que podrien provocar càncer o mort cel·lular. Cada ruta de reparació de l’ADN respon a un tipus específic de dany. La ruta de reparació Fanconi/BRCA corregeix els enllaços creuats entre cadenes d’ADN que provoquen trencaments de doble cadena altament perjudicials si no es reparen. Mutacions als gens que constitueixen aquesta ruta de reparació causen una malaltia rara anomenada anemia de Fanconi. Els pacients amb aquesta malaltia tenen un alt risc de patir fallada medul·lar i càncer. Les proteïnes de la ruta FA/BRCA es classifiquen dins de tres grans grups: un primer grup la principal funció del qual és la ubiquitinació del complex FANCD2-I, el complex FANCD2-I que un cop monoubiquitinat recluta proteïnes al lloc del dany i un últim grup format per les proteïnes reclutades al lloc del dany que són les encarregades de la reparació de lenllaç creuat. La reparació es produirà per l’eliminació de l’enllaç creuat, la síntesi translesió i la reparació del trencament de doble cadena via recombinació homòloga. La letalitat sintètica es fa servir en el tractament del càncer per eliminar específicament les cèl·lules canceroses. Aquesta letalitat es produeix per la inhibició de dos gens que condueix a la mort cel·lular, mentre que la inhibició únicament d’un d’ells no afecta la viabilitat. D’altra banda, la resistència a fàrmacs d’algunes cèl·lules tumorals pot ser deguda a un procés on la inhibició d’un gen fa viable una cèl·lula que no ho era per la inhibició d’un altre gen. Aquest procés s’anomena viabilitat sintètica. Una aplicació de la letalitat sintètica es troba en el tractament amb inhibidors de la PARP del càncer de mama o d’ovari amb deficiència en gens BRCA. Els gens FA es troben freqüentment mutats en tumors i, fins ara, només hi ha descrites algunes interaccions letals sintètiques a la ruta FA, cosa que obre la possibilitat d’explorar en aquesta ruta la letalitat sintètica per el tractament del càncer. L’objectiu de la tesi va ser trobar interaccions sintètiques letals o viables entre les proteïnes FANCA i FANCD2 i altres rutes de reparació de l’ADN. Per això es va desenvolupar l’assaig de competència de color que detecta la letalitat o la viabilitat sintètica mitjançant citometria de flux. Amb el mètode CRISPR/Cas9, es van generar clons knock-out per a FANCA i FANCD2 i es van fer servir amb shRNA per silenciar un segon gen en una ruta de reparació de l’ADN. A més, es van fer servir línies cel·lulars comercials o de pacients amb knock-outs coneguts en gens d’altres vies de reparació de l’ADN i es van tractar amb shRNA per provar la letalitat o la viabilitat sintètica amb FANCA o FANCD2. En aquesta tesi amb l’assaig de competició de color, no s’ha detectat cap interacció letal sintètica nova. Tanmateix, sí que s’han detectat dues noves interaccions de viabilitat sintètica; una entre FANCA i FEN1 i una segona entre FANCA i dues proteïnes de la via NER, XPA i XPF. Aquest descobriment podria donar lloc a possibles aplicacions terapèutiques al tractament de l’anèmia de Fanconi.

Data del Ajut	8 d’abr. 2022
Idioma original	Anglès
Supervisor	Jordi Surralles Calonge (Director/a) & Massimo Bogliolo (Director/a)