Pemetrexed increases BRCA1 protein stability and sensitizes TNBC cells to radiotherapy.

چکیده اصلی

BRCA1 is a multifunctional tumor suppressor that orchestrates homologous recombination repair, chromatin remodeling, cell cycle control and apoptosis. Although pathogenic BRCA1 mutations are relatively uncommon, decreased BRCA1 protein expression, which is typically driven by accelerated proteasomal degradation, is implicated in aggressive breast cancer (BC), particularly triple‑negative (TN)BC. These mutations may modulate therapeutic response to DNA‑damaging agents. Given the absence of clinically available strategies to restore BRCA1 stability, the present study evaluated whether pemetrexed (Peme), a multitargeted antifolate identified through an in silico US Food and Drug Administration‑approved drug screen, modulates BRCA1 protein homeostasis in TNBC models. BRCA1 protein abundance, ubiquitination and turnover were assessed using immunoblotting, ubiquitin pull‑down and cycloheximide chase analyses and BRCA1 domain mutants. Functional consequences of Peme treatment were measured by apoptosis assay and BRCA1‑dependent signaling readouts. The radiosensitizing effect of Peme was evaluated in vitro and validated in TNBC xenografts. Peme increased BRCA1 protein levels without altering BRCA1 mRNA, indicating post‑translational regulation. Mechanistically, in silico docking and BRCA1 deletion mutant analyses suggested that the BRCA1 C‑terminal domain may contribute to the effect of Peme on BRCA1 stability, suppressing ubiquitin‑mediated proteasomal degradation and resulting in protein stabilization. Stabilized BRCA1 enhanced apoptotic responses, whereas BRCA1 knockdown attenuated these effects. Combined Peme‑radiation treatment significantly potentiated cytotoxicity in vitro and inhibited tumor growth in vivo, demonstrating a radiosensitizing effect linked to BRCA1 stabilization. Collectively, these findings identified Peme as a BRCA1‑stabilizing agent that enhances therapeutic response to radiation in TNBC. Pharmacological restoration of BRCA1 stability represents a promising strategy to overcome therapeutic resistance in BRCA1‑deficient or functionally compromised BC.

ترجمه فارسی چکیده

BRCA1 یک سرکوب‌گر تومور چندمنظوره است که هماهنگی ترمیم هم‌سازمان‌دهی، بازسازی کروماتین، کنترل چرخه سلولی و آپوپتوز را انجام می‌دهد. اگرچه جهش‌های بیماری‌زا BRCA1 نسبتاً نادر هستند، کاهش بیان پروتئین BRCA1 که معمولاً توسط تجزیه پروتئازومی تسریع شده هدایت می‌شود، در سرطان پستان (BC) تهاجمی، به‌ویژه سرطان پستان سه منفی (TNBC) implicated است. این جهش‌ها ممکن است پاسخ درمانی به عوامل آسیب‌دهنده DNA را تنظیم کنند. با توجه به نبود استراتژی‌های بالینی موجود برای بازگرداندن ثبات BRCA1، مطالعه حاضر ارزیابی کرد که آیا پمتروکسید (Peme)، یک ضد فولات هدف‌مند که از طریق اسکرین آنلاین داروهای تأیید شده توسط غذا و داروی ایالات متحده شناسایی شده است، تعادل پروتئین BRCA1 را در مدل‌های TNBC تنظیم می‌کند. غلظت پروتئین BRCA1، یونیتینگ و نوسان با استفاده از وایت‌بلاست، کشش یونیتین و تحلیل‌های شکار یونیتین و جهش‌های دامنه BRCA1 ارزیابی شد. پیامدهای عملکردی درمان Peme با آزمون آپوپتوز و خوانش‌های سیگنالینگی وابسته به BRCA1 اندازه‌گیری شد. اثر حساس‌کننده پرتودرمانی Peme در vitro ارزیابی و در گرانولوم‌های TNBC تایید شد. Peme سطح پروتئین BRCA1 را بدون تغییر mRNA BRCA1 افزایش داد، که نشان‌دهنده تنظیم پس از ترجمه است. مکانیکاً، شبیه‌سازی‌های آنلاین و تحلیل‌های جهش‌های حذف دامنه BRCA1 نشان دادند که دامنه C-ترمینال BRCA1 ممکن است به اثر Peme بر ثبات BRCA1 کمک کند، با سرکوب تجزیه پروتئازومی مبتنی بر یونیتین و resulting در نتیجه ثبات پروتئین. BRCA1 ثابت شده پاسخ‌های آپوپتوز را تقویت کرد، در حالی که حذف BRCA1 این اثرات را کاهش داد. درمان ترکیبی Peme-پرتودرمانی به طور معناداری سمیت‌زدایی را در vitro تقویت کرد و رشد تومور را در vivo متوقف کرد، که اثر حساس‌کننده پرتودرمانی وابسته به ثبات BRCA1 را نشان داد. در مجموع، این یافته‌ها Peme را به عنوان عامل ثابت‌کننده BRCA1 شناسایی کردند که پاسخ درمانی به پرتودرمانی را در TNBC افزایش می‌دهد. بازگردانی دارویی ثبات BRCA1 استراتژی امیدوارکننده‌ای برای غلبه بر مقاومت درمانی در BC دارای کمبود یا عملکرد compromised BRCA1 است.

متن کامل اصلی