The role of the DNA damage response in proteasome-mediated sensitivity to the anticancer agent cisplatin

Abstract

Cisplatin is a chemotherapeutic drug used in cancer treatment that binds to DNA, causing DNA damage and promoting apoptosis of dividing cells, such as tumor cells. Although this drug is very effective against several cancers such as head and neck, testicular, ovarian and small-cell lung cancers (SCLC), there is often intrinsic or acquired resistance during treatment, decreasing cisplatin efficacy. The ubiquitin-proteasome pathway is involved in numerous cellular processes, including progression of the cell cycle, DNA repair and apoptosis. It has been reported that proteasome inhibitors can increase cisplatin cytotoxicity in several tumor cell lines while sparing non-tumor cells, suggesting that the combined therapy may be successful in cancer treatment. There is still no reported unique mechanism underlying the alteration in cisplatin sensitivity in the presence of proteasome inhibitors, and as such this process is still not clear. Since mutations in the transcription factor p53 are highly frequent in most human cancers and some studies found no correlation between p53 status and cisplatin-induced cell death, Saccharomyces cerevisiae was used as a model to elucidate p53-independent regulation of cell death induced by cisplatin. It was previously shown that cisplatin induced a mitochondriaindependent regulated cell death, which was inhibited by impairment of proteasome activity. The main goal of this project was to elucidate the role of the DNA damage response in cisplatin resistance mediated by the proteasome inhibitor MG132 in yeast cells.

A cisplatina é um agente quimioterapêutico usada no tratamento do cancro capaz de se ligar ao DNA, causando danos no DNA e promovendo apoptose das células tumorais. Apesar de ser bastante eficaz contra diversos tipos de cancro, como cancro da cabeça e pescoço, testicular, nos ovários e no pulmão, observa-se muitas vezes resistência intrínseca ou adquirida ao longo do tratamento, diminuindo a eficácia da cisplatina. A via da ubiquitina-proteassoma está envolvida em diversos processos celulares, incluindo progressão do ciclo celular, reparação do DNA e apoptose. Foi observado que inibidores do proteassoma são capazes de aumentar a toxicidade da cisplatina em diversas linhas celulares tumorais, poupando células normais dos efeitos do agente. Estes resultados sugerem que a terapia combinada poderá ter sucesso no tratamento do cancro. No entanto, ainda não foi descoberto o mecanismo por detrás da alteração à sensibilidade à cisplatina na presença de inibidores do proteassoma. Uma vez que mutações no fator de transcrição p53 são muito frequentes na maioria dos cancros e alguns estudos não mostraram correlação entre o seu estado e a morte celular induzida pela cisplatina, a levedura Saccharomyces cerevisiae foi usada como organismo modelo para elucidar a regulação da morte celular independente de p53 induzida pela cisplatina. Nesse estudo mostrouse que a cisplatina induz morte celular regulada independente da mitocôndria, processo que é inibido na ausência de atividade do proteassoma. Assim, o principal objetivo deste trabalho envolve a elucidação do papel da resposta a danos no DNA na resistência à cisplatina mediada pelo inibidor do proteassoma MG132 em leveduras.