IL RUOLO CELLULARE DELLA E3-UBIQUITIN LIGASI HERC1 IN CONDIZIONI FISIO/PATOLOGICHE

The large HERC members, HERC1 and HERC2, are ubiquitin E3-ligases involved in numerous biological processes, such as cell proliferation, DNA repair, neurodevelopment, inflammation, and many others. Recently, downregulation of the HERC1 gene in myeloid disorders has been established, except for acute myeloid leukemia (AML) mutated in IDH2 and essential thrombocythemia (ET) mutated in calreticulin (CALR), in which the HERC1 mRNA levels were higher than in healthy donors. Chronic myeloid leukemia (CML) is an oncohematological disease characterized by the unique presence of the BCR-ABL fusion gene. In this present study, we demonstrated the existence of an inverse correlation between the BCR-ABL gene expression and both HERC1 and HERC2 genes. Furthermore, the HERC1 and HERC2 normal transcription levels restoration which occurred during the remission phase, points out a possible association between both HERCs and the disappearance of the leukemic clone. Unlike CML, ETs are hematological malignancies that do not have a unique and unambiguous relationship between genotype and phenotype. A mutation that characterizes some ETs is that on the CALR gene which involves an increase in endoplasmic reticulum stress (ER-stress). In this work, we pharmacologically mimicked the ER stress in vitro and evaluated the HERC1 and HERC2 protein expression levels. The results indicate that only the expression of HERC1, but not of HERC2, is sensitive to ER stress. Finally, an intracellular co-localization between HERC1 and CALR was observed. Overall, we believe that our results may be the basis for future investigations to explore the role of both large HERCs, HERC1 and HERC2, in hematological malignancies.

I membri HERC1 e HERC2 sono ubiquitin E3-ligasi coinvolte in numerosi processi biologici, quali proliferazione cellulare, riparo del DNA, sviluppo neurologico, infiammazione e molti altri. È stata recentemente stabilita la down-regolazione genica di HERC1 in diversi disordini mieloidi ad eccezione della leucemia mieloide acuta (AML) mutata in IDH2 e della trombocitemia essenziale (ET) mutata in calreticulina (CALR), in cui i livelli di mRNA di HERC1 rilevati erano superiori ai donatori sani. La leucemia mieloide cronica (CML) è un disturbo oncoematologico caratterizzato dalla presenza univoca del gene di fusione BCR-ABL. In questo elaborato, abbiamo dimostrato l’esistenza di una correlazione inversa tra l’espressione genica di BCR-ABL ed entrambi i geni HERC1 e HERC2. Inoltre, il ripristino dei normali livelli di trascrizione di HERC1 e HERC2 durante la fase di remissione mette in luce una possibile associazione tra entrambi i membri HERC e la scomparsa del clone leucemico. A differenza della CML, le ET sono neoplasie ematologiche che non sono caratterizzate da una relazione unica e univoca tra genotipo e fenotipo. Una mutazione caratterizzante alcune ET è quella a carico di CALR che comporta un aumento dello stress del reticolo endoplasmatico (ER-stress). In questo lavoro, abbiamo farmacologicamente mimato l’ER-stress in vitro e valutato i livelli di espressione di HERC1 e HERC2. I risultati ottenuti indicano che solo l'espressione di HERC1, ma non di HERC2, è sensibile all’ER-stress. Infine, è stata osservata una co-localizzazione tra HERC1 e CALR. Nel complesso, riteniamo che i nostri risultati possano essere alla base di investigazioni future per esplorare il ruolo di HERC1 e HERC2 nelle neoplasie ematologiche.