Ο ρόλος του Cdc6 σε παρατεταμένη p21 waf1/cip1 επαγώμενη αναστολή: ο ρόλος του μονοπατιού στην καρκινογένεση

Abstract

The cyclin-dependent kinase inhibitor p21WAF1/Cip1 (p21) is a cell-cycle checkpoint effector and inducer of senescence, regulated by p53. Yet, evidence suggests that, through a so-far obscure mechanism, p21 could also be oncogenic. We report that a subset of atypical cancerous-cells strongly expressing p21 showed proliferation features. This occurred predominantly in p53-mutant human-cancers suggesting p53-independent upregulation of p21 selectively in more aggressive tumour cells. Multifaceted phenotypic and genomic analyses of p21-inducible, p53-null, cancerous and near-normal cellular models showed that after an initial senescence-like phase, a subpopulation of p21-expressing proliferating cells emerged, featuring increased genomic instability, aggressiveness and chemo-resistance. Mechanistically, sustained p21-accumulation inhibited CRL4CDT2 and SCFSkp2 ubiquitin-ligases, leading to deregulated origin licensing and replication stress. Collectively, our data shed reveal tumour-promoting ability of p21 through deregulation of DNA replication licensing machinery, an unorthodox role to be considered in cancer treatment, since p21 responds to various stimuli including some chemotherapy drugs.

Ο κυκλινο- εξαρτώμενος αναστολέας κινασών p21WAF1/Cip1 (p21) αποτελεί σημαντικό παράγοντα ελέγχου του κυτταρικού κύκλου και επαγωγέα της κυτταρικής γήρανσης, ο οποίος ρυθμίζεται από την πρωτεΐνη p53. Σύμφωνα με τη διεθνή βιβλιογραφία, η πρωτεΐνη p21 έχει κατά κύριο λόγο ογκοκατασταλτικό ρόλο, καθώς οποιαδήποτε αντίθετη λειτουργία συνοδευόταν από αδιευκρίνιστους μηχανισμούς δράσεις. Με την παρούσα εργασία, παρουσιάζουμε έναν υποπληθυσμό καρκινικών κυττάρων με μη τυπικά χαρακτηριστικά, τα οποία εκφράζουν τον p21 παράγοντα ενώ παράλληλα εμφανίζουν πολλαπλασιαστική ικανότητα. Τα συγκεκριμένα κύτταρα εμφανίζονται κυρίως, σε καρκινικές αλλοιώσεις με μεταλλαγμένη την p53, υποδηλώνοντας ότι η p53- ανεξάρτητη έκφραση της p21 μπορεί να οδηγήσει επιλεκτικά στην εμφάνιση πιο επιθετικών καρκινικών κυττάρων. Καρκινικά και προ- καρκινικά, επαγώγιμα της p21, κυτταρικά συστήματα με απούσα την p53 εμφάνισαν υποπληθυσμούς κυττάρων με γενωμική αστάθεια, χαρακτηριστικά επιθετικότητας και ανθεκτικότητα σε χημειοθεραπευτικά φάρμακα μετά την πάροδο περιόδου που τα κύτταρα παρουσίασαν φαινότυπο γήρανσης, με τη βοήθεια της χρήσης ποικίλων μεθόδων μοριακής, βιοχημικής και βιοπληροφορικής ανάλυσης. Ενδελεχώς, προτείνεται μηχανισμός κατά τον οποίο η χρόνια έκφραση της πρωτεΐνης p21 κορεννύει τη δράση των λιγασών- ουβικιτίνης CRL4CDT2 και SCFSkp2, προκαλώντας απορρύθμιση των αδειοδοτικών παραγόντων της αντιγραφής του DNA, Cdc6 και Cdt1, καθώς και αντιγραφικό stress. Συνολικά, τα αποτελέσματά μας αναδεικνύουν ένα μέχρι τώρα άγνωστο και ογκογόνο ρόλο της p21, γεγονός που πρέπει να ληφθεί υπόψη κατά το σχεδιασμό θεραπευτικών αγωγών, εφόσον πολλά χημειοθεραπευτικά φάρμακα προωθούν την έκφραση της p21.