Effetto dell'inibizione di Nrf2 da parte dell'acido retinoico sulla citotossicità da cisplatino in linee cellulari di cancro ovarico

Il cancro ovarico (OC) è il settimo tumore più comune nelle donne in tutto il mondo e secondo l'American Cancer Society il tasso di mortalità è stato di circa 14.070 pazienti nel 2018. [1] Il cisplatino è uno degli agenti più comunemente prescritti per la terapia del cancro negli adulti, tra cui l'OC. La sua combinazione con altri farmaci ha dimostrato di essere un approccio terapeutico di successo. Il cisplatino è citotossico e può indurre resistenza o tolleranza dopo somministrazione portando a una recidiva o al fallimento terapeutico. La genesi del tumore e la resistenza ai chemioterapici nel cancro ovarico sono spesso correlate all'attivazione del fattore Nrf2 che ha un duplice ruolo: sia nella prevenzione del cancro sia nella sua promozione. Quando Nrf2 viene attivato in modo permanente, esso può facilitarne lo sviluppo. [2] L'acido retinoico promuove l'apoptosi nelle cellule in modo simile al cisplatino e i suoi recettori retinoidi X (RXR) associati a Nrf2 inibiscono la sua attività. Inoltre, l'acido retinoico impedisce sia l'ingresso di Nrf2 nel nucleo sia il suo legame con il DNA. [3] In questo studio, l'effetto dell'inibizione di Nrf2 da parte dell'acido retinoico sulla citotossicità del cisplatino in linee cellulari di carcinoma ovarico è stato valutato mediante l'espressione di diverse proteine (come Nrf2 stesso, UGT1A, che è un bersaglio a valle di Nrf2, e GAPDH) dopo la co-incubazione del farmaco con acido retinoico. One-way ANOVA test ha dimostrato differenze statisticamente significative del livello di espressione di UGT1A fra il campione non trattato e il campione trattato con acido retinoico e fra il trattamento con solo cisplatino e quello con cisplatino e acido retinoico. Nrf2 non ha mostrato differenze significative dopo l'esposizione delle cellule ad acido retinoico. Precedenti studi condotti presso l'Università di Bonn hanno già dimostrato che la via di segnalazione Nrf2 era significativamente influenzata dal cisplatino nelle cellule ¿transfettate¿ con PEA-15AA. PEA-15AA è la versione mutata di PEA-15, piccola proteina scaffold che sequestra la chinasi ERK1/2 nel citoplasma evitando la sua traslocazione. Questa mutazione, nella quale due alanine sostituiscono due serine nella sequenza amminoacidica, impedisce la sua fosforilazione che facilita il legame con ERK nel citoplasma. [4] Il saggio MTT, eseguito su cellule di cancro ovarico SKOV-3, seguito da un unpaired T-test, ha dimostrato che la riduzione dell'espressione di UGT1A derivava dall'esposizione all'acido retinoico. Il cisplatino risulta essere meno citotossico nel trattamento con solo cisplatino poiché l'EC50 viene raggiunta ad una concentrazione di 40,64 μM quando le cellule vengono incubate con cisplatino da solo, mentre per la combinazione con acido retinoico l'EC50 viene raggiunta già a 14,76 μM di cisplatino. Tale differenza è risultata statisticamente significativa. Il risultato dello stesso test sulle linee cellulari di cancro ovarico A2780 e A2780cis (rispettivamente sensibili al cisplatino e resistenti ad esso) ha invece evidenziato che la combinazione con acido retinoico ha reso il cisplatino meno citotossico del cisplatino da solo, ma la differenza non è risultata statisticamente significativa. Pertanto, la tossicità del cisplatino in presenza di acido retinoico non aumenta in tutte le linee cellulari: l'azione dell'acido retinoico dipende quindi dalla linea cellulare. [1] American Cancer Society. About ovarian cancer. https://www.cancer.org/can

Ovarian cancer (OC) is the seventh most common cancer in women worldwide and according to the American Cancer Society the mortality rate was about 14,070 patients during 2018. [1] Cisplatin is one of the most commonly prescribed agents for therapy of cancer, including OC in adults. Its combination with other drugs has been proven to be a successful therapeutic approach. Cisplatin is cytotoxic and can induce to resistance or tolerance after its administration leading to relapse or therapeutic failure. Tumorigenesis and resistance to chemotherapeutic in ovarian cancer are often correlated with activation of Nrf2 that has a double role: it could be either cancer prevention or promoting cancer. When Nrf2 is persistently activated it may facilitate the development of cancer. [2] Retinoic acid promotes apoptosis in cells similarly to cisplatin and its retinoid X receptors (RXR) associates with Nrf2 and inhibits its activity. Retinoic acid prevents the entrance of Nrf2 in the nucleus and interferes also with its binding to DNA. [3] In this study, the effect of Nrf2 inhibition by retinoic acid on cisplatin cytotoxicity in ovarian cancer cell lines was evaluated by the expression of several protein such as Nrf2 itself, UGT1A that is a downstream target of Nrf2 and GAPDH after co-incubation of the drug with retinoic acid. One-way ANOVA test has shown significant difference between UGT1A level in untreated cells and cells treated with retinoic acid and between cells treated with cisplatin alone and cisplatin co-incubated with retinoic acid. Nrf2 showed instead no significant differences after the exposure of the samples to retinoic acid. Previous studies conducted at the University of Bonn already demonstrated that Nrf2 signalling pathway was significantly affected by cisplatin in PEA-15AA-transfected cells. PEA-15AA is the mutated version of PEA-15, a small scaffold protein that sequester ERK1/2 kinase in the cytoplasm avoiding its translocation. PEA-15AA amino acid sequence's was replaced with two alanine instead of two serine residues, therefore, they cannot be phosphorylated facilitating ERK binding in the cytoplasm.[4] MTT-Assay, performed on SKOV-3 ovarian cancer cells, followed by unpaired T-test demonstrated that repressed expression of UGT1A resulted from the incubation with retinoic acid. Cisplatin is less cytotoxic when cells are incubated with cisplatin alone because EC50 is 40.64 μM, whereas the EC50 is 14,76 μM when cisplatin is co-incubated with retinoic acid. This difference is statistically significant. The same test was performed on A2780 and A2780cis ovarian cancer cell line (respectively sensitive and resistant to cisplatin): in this cell line the combination with retinoic acid made cisplatin less cytotoxic compared to cisplatin alone, but the difference was not significant. Therefore, cisplatin toxicity with retinoic acid do not increase in all cell lines: retinoic acid action's depends on the cell line. [1] American Cancer Society. About ovarian cancer. https://www.cancer.org/cancer/ovarian-cancer/about/key-statistics.html. [2] Zhu J. et al. Free Radical Biology and Medicine. 2016; 99: 544-556. [3] Wang X. J. et al. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 2007; 104 (49): 19589-94. [4] Dilruba S. et al. Annual Meeting of the Central European Society for Anticancer Drug Research, March 2018, Berlin, Germany.