Extranuclear promyelocytic leukemia protein (PML) and p53 down regulation promote cancer by subverting multiple tumor suppression pathways

Il reticolo endoplasmatico (ER) e i mitocondri interagiscono tra di loro in più siti di contatto a formare specifici domini, denominati “membrane associate ai mitocondri” (MAMs), con differenti proprietà biochimiche e un definito set di proteine. È sempre più evidente come i siti di contatto tra mitocondri e ER rappresentino le vie preferenziali per la trasmissione del segnale e si comportino come piattaforme biologiche in cui vie di segnalazione citoplasmatiche e nucleari possano modulare la sensibilità all'apoptosi, come ad esempio manipolando l’omeostasi del segnale calcio (Ca2+) intracellulare. Durante il mio dottorato abbiamo dimostrato come due importanti oncosoppressori, p53 e promyelocytic leukemia protein (PML), localizzino nei siti di contatto ER/MAM dove svolgono un ruolo importante nella modulazione del segnale Ca2+, nella morte cellulare e nel tumore. Abbiamo dimostrato che p53 si arricchisce alle MAMs in seguito a trattamenti antitumorali che portano a morte cellulare. In questi siti, p53 interagisce con la porzione C-terminale della pompa sarco / ER Ca2+ ATPasi (SERCA), cambiando il suo stato ossidativo e, di conseguenza, aumentando l’accumulo del Ca2+ reticolare. Per confermare questi risultati in vivo, abbiamo utilizzato una piattaforma tecnologica innovativa per la microscopia che permette il rilevamento del segnale Ca2+ in una massa tumorale tridimensionale. Utilizzando questa tecnica siamo stati in grado di confermare in vivo che l’oncosoppressore p53 è in grado di modulare l’omeostasi del Ca2+ in risposta alla fototerapia antitumorale (PDT), favorendo la sensibilità delle cellule all’apoptosi e di conseguenza limitando la crescita tumorale. Queste evidenze sottolineano come le MAMs siano importanti domini specializzati dove molti oncosoppressori esercitano la loro attività pro-apoptotica mediante vie mediate dal Ca2+. Nella seconda parte del mio dottorato, abbiamo identificato un nuovo ruolo extranucleare di PML come regolatore negativo dell’autofagia. E’ già noto come l’interfaccia ER-MAM rappresenti anche la piattaforma biologica primaria per la formazione degli autofagosomi e per il meccanismo di sopravvivenza via autofagia. Abbiamo dimostrato come la localizzazione di PML ai siti di contatto ER-mitocondri non sia solo fondamentale per il controllo dell’apoptosi, ma anche per la regolazione dell’autofagia, reprimendo a livello di questi siti la formazione degli autofagosomi e, di conseguenza, l’induzione dell’autofagia. Abbiamo osservato in vivo che l’assenza di PML promuove lo sviluppo tumorale causato da alti livelli di autofagia nel tumore che portano a resistenza contro farmaci antitumorali. Dal momento che alti livelli di autofagia promuovono la secrezione di citochine infiammatorie come l’interleuchina 1-β (IL-1β) e che il maggior complesso coinvolto nel rilascio di IL-1β, il NLRP3 inflammasoma, è stato identificato localizzare nei domini ER/MAMs, studi futuri saranno orientati al ruolo di PML nel processo infiammatorio.