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Zin, Angelica (2012) Nutlin-3 sensibilizza le cellule di medulloblastoma all'apoptosi indotta da agenti chemioterapici attraverso la stabilizzazione di p53 mediante inibizione di Mdm2. [Ph.D. thesis]

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Abstract (english)

Medulloblastoma is the most frequent pediatric malignant brain tumor. Despite recent improvements, its prognosis is still dismall in case of metastatic disease, progression or relapse. Moreover, long-term survivors suffer from toxicities from chemo- and radiotherapy, such as neurocognitive impairment, endocrinological and sensorial problems, and secondary malignancies.
We studied the efficacy of Nutlin-3, alone and in combination with other agents (namely Etoposide, Cisplatin, Vincristine), and radiotherapy on medulloblastoma cell lines, and verify whether the co-treatments induced increased response.
P53 is a ubiquitously expressed protein that regulates genome integrity, cell cycle progression, differentiation, senescence and apoptosis. In pediatric brain tumors it is expressed as wild type, but its functions are impaired at post-translational levels. Nutlin-3 can induce apoptosis, by counteracting the most important p53 inhibitor, MDM2. MDM2 is a E3 ubiquitine ligase which forms a heterodimer with p53 and, through ubiquitinization process, promotes p53 proteosomal degradation. Nutlin-3, thus, increases un-ubiquitinated (active) p53, which in turn increases apoptosis.
Our results show that in medulloblastoma cell lines carrying wild type p53, Nutlin-3, can induce apoptosis. Association of Nutlin-3 and chemo- or radiotherapy increases efficacy of each chemiotherapy agents and of radiotherapy. We confirmed that those effects are p53-dependent, by studying expression levels of p53 molecular targets and apoptosis induced proteins. When we analized drug response-curve in a p53 wild type medulloblastoma cell line, Nutlin-3 effects were evident after only 16 hours and high apoptotic rates were detectable after 72 hours.

Abstract (italian)

Il medulloblastoma e' il piu' frequente tumore cerebrale maligno del bambino. Nonostante miglioramenti importanti, la prognosi dei pazienti e' ancora sfavorevole, soprattutto in caso di metastasi, progressione o recidiva di malattia. Inoltre, la prognosi dei lungo-sopravviventi e' pesantemente condizionata dagli effetti collaterali della chemioterapia e della radioterapia, che includono un progressivo declino delle funzioni cognitive, problemi endocrinologici e neurosensoriali, insorgenza di secondi tumori.
Abbiamo studiato l'effetto della molecola Nutlin-3, in combinazione con chemioterapici di uso comune, quali Etoposide, Cisplatino e Vincristina, e con il trattamento radiante su linee cellulari di medulloblastoma, allo scopo di verificare se la somministrazione combinata determini una migliore risposta terapeutica rispetto ai trattamenti singoli tradizionali.
P53 e' una proteina espressa ubiquitariamente in tutte le cellule, che sovrintende al mantenimento dell'integrita' del patrimonio genetico, al controllo del ciclo cellulare, all'induzione di processi di differenziazione, senescenza e apoptosi. Nei tumori pediatrici, come il medulloblastoma, p53 viene espressa allo stato nativo ma viene inattivata da meccanismi post-traduzionali. Nutlin-3 e' in grado di favorire l'apoptosi liberando la proteina p53 dal suo principale inibitore, MDM2 (ubiquitina ligasi). MDM2 e' un'ubiquitina ligasi di tipo E3 che forma un dimero con p53 e procede alla sua ubiquitinazione, fino a condurla a degradazione proteosomale. Nutlin-3, antagonizzando questo processo, libera e stabilizza p53, che puo' quindi indurre apoptosi con effetto nettamente piu' intenso.
I risultati dimostrano che Nutlin-3, da sola, mediante stabilizzazione e attivazione di p53, e' in grado di indurre apoptosi. La somministrazione combinata di Nutlin-3 con chemioterapici convenzionali o con radioterapia incrementa l'efficacia dei singoli trattamenti. In particolare, la co-somministrazione di Nultin-3 determina una significativa riduzione della vitalita' cellulare e una piu' intensa apoptosi, anche con dosi estremamente ridotte di chemioterapici convenzionali o di radiazioni ionizzanti. Abbiamo dimostrato che tale azione e' p53-dipendente, mediante studio dell'espressione dei target molecolari di p53 e di una proteina bersaglio dei meccanismi di apoptosi.
Inoltre, nel nostro modello cellulare l'effetto si manifesta precocemente, gia' dopo 16 ore di esposizione, generando una risposta apoptotica molto significativa alle 72 ore.

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EPrint type:Ph.D. thesis
Tutor:Rosolen, Angelo
Supervisor:De Bortoli, Massimiliano
Ph.D. course:Ciclo 23 > Scuole per il 23simo ciclo > MEDICINA DELLO SVILUPPO E SCIENZE DELLA PROGRAMMAZIONE > MALATTIE RARE
Data di deposito della tesi:25 January 2012
Anno di Pubblicazione:27 January 2012
Key Words:Medulloblastoma, Nutlin-3, MDM2, p53, tumori cerebrali/brain tumor
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 06 - Scienze mediche > MED/38 Pediatria generale e specialistica
Struttura di riferimento:Dipartimenti > pre 2012 - Dipartimento di Pediatria
Codice ID:4496
Depositato il:25 Oct 2012 10:24
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Versioni disponibili di questo documento

  • Nutlin-3 sensibilizza le cellule di medulloblastoma all'apoptosi indotta da agenti chemioterapici attraverso la stabilizzazione di p53 mediante inibizione di Mdm2. (deposited 25 Oct 2012 10:24) [Currently Displayed]

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