Poly(ADP-Ribose) Polymerase (PARP) signaling of DNA damage induced by Topoisomerase 1 (TOP1) inhibition in carcinoma cells: chemotherapeutic implications of PARP and TOP1 inhibitors.

Una nuova strategia molecolare che incrementa l'azione antitumorale degli inibitori della Topoisomerasi 1 (TOP1) si basa sull'utilizzo di inibitori delle poli(ADP-ribosio) polimerasi (PARP). La poly(ADP-ribosil)azione ਠuna modifica post-traduzionale coinvolta nella regolazione di diversi processi come il riparo del DNA, la progressione del ciclo cellulare e la morte cellulare. Il meccanismo molecolare che sottende la chemiosensibilizzazione dei veleni di TOP1 in presenza degli inibitori di PARP ਠin parte spiegato dal fatto che PARP-1 e -2, in forma modificata, interagiscono con il complesso DNA-TOP1-inibitori di TOP1 promuovendo un rapido rilascio di TOP1 dal DNA. Inoltre, il riparo delle rotture sul DNA indotte dai veleni di TOP1 ਠmeno efficiente in presenza degli inibitori di PARP, che incrementano quindi la citotossicità  dell'agente chemioterapico. Nel presente studio, abbiamo comparato gli effetti dell'inibitore di TOP1 Topotecano (TPT) e dell'inibitore di PARP PJ34, somministrati come singoli agenti o in combinazione in cellule di carcinoma della cervice uterina (HeLa) e della mammella (MCF7), entrambe BRCA1/2+/+ e p53+/+. Sono state anche analizzate cellule HeLa silenziate stabilmente per PARP-1 mediante siRNA (denominate HeLaSiP-1). Le due linee cellulari mostrano risultati simili: (i) l'inibizione della crescita cellulare e la perturbazione del ciclo cellulare indotte dal TPT sono incrementate in presenza del PJ34; (ii) alti livelli di danno al DNA sono stati riscontrati in seguito al trattamento combinato TPT+PJ34; (iv) l'attivazione di PARP-1 e -2 ਠstata evidenziata nelle cellule trattate con TPT e ridotta dall'aggiunta del PJ34. In particolare, le cellule HeLaSiP-1 mostrano elevati livelli di danno al DNA ed una citotossicità  maggiore, dipendente dal TPT, in presenza di PJ34. E' stata inoltre riscontrata un'induzione dell'espressione di p53 e p21 TPT-dipendenti 24-72 h dal trattamento, ulterioremente incrementata dal PJ34, sia in cellule proficienti che deficienti per PARP-1. Infine, il PJ34 ਠin grado di aumentare l'apoptosi indotta dal TPT, evidenziato dalla proteolisi di PARP-1 e dalla espressione di BAX e della forma attiva della caspasi 3. La caratterizzazione della segnalazione del danno indotto dal TPT puಠessere utile per mettere a punto strategie che superino la chemioresistenza acquisita in seguito al trattamento con gli inibitori di TOP1.