AKT inhibition impairs PCNA ubiquitylation and triggers synthetic lethality in homologous recombination-deficient cells submitted to replication stress

Translesion DNA synthesis (TLS) and homologous recombination (HR) cooperate during S-phase to safeguard replication forks integrity. Thus, the inhibition of TLS becomes a promising point of therapeutic intervention in HR-deficient cancers, where TLS impairment might trigger synthetic lethality (SL). The main limitation to test this hypothesis is the current lack of selective pharmacological inhibitors of TLS. Herein, we developed a miniaturized screening assay to identify inhibitors of PCNA ubiquitylation, a key post-translational modification required for efficient TLS activation. After screening a library of 627 kinase inhibitors, we found that targeting the pro-survival kinase AKT leads to strong impairment of PCNA ubiquitylation. Mechanistically, we found that AKT-mediated modulation of Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA) ubiquitylation after UV requires the upstream activity of DNA PKcs, without affecting PCNA ubiquitylation levels in unperturbed cells. Moreover, we confirmed that persistent AKT inhibition blocks the recruitment of TLS polymerases to sites of DNA damage and impairs DNA replication forks processivity after UV irradiation, leading to increased DNA replication stress and cell death. Remarkably, when we compared the differential survival of HR-proficient vs HR-deficient cells, we found that the combination of UV irradiation and AKT inhibition leads to robust SL induction in HR-deficient cells. We link this phenotype to AKT ability to inhibit PCNA ubiquitylation, since the targeted knockdown of PCNA E3-ligase (RAD18) and a non-ubiquitylable (PCNA K164R) knock-in model recapitulate the observed SL induction. Collectively, this work identifies AKT as a novel regulator of PCNA ubiquitylation and provides the proof-of-concept of inhibiting TLS as a therapeutic approach to selectively kill HR-deficient cells submitted to replication stress.Fil: Villafañez, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: García, Iris Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Carbajosa González, Sofía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Pansa, Maria Florencia. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mansilla, Sabrina Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Llorens de Los Ríos, María Candelaria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Angiolini, Virginia Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Guantay, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Jacobs, Heinz. Tumor Biology And Immunology-netherlands Cancer Institu; Países BajosFil: Madauss, Kevin P.. Glaxosmithkline; Reino UnidoFil: Gloger, Israel. Glaxosmithkline; Reino UnidoFil: Gottifredi, Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Bocco, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Soria, Ramiro Gaston. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

The human ACC2 CT-domain C-terminus is required for full functionality and has a novel twist

Inhibition of acetyl-CoA carboxylase (ACC) may prevent lipid-induced insulin resistance and type 2 diabetes, making the enzyme an attractive pharmaceutical target. Although the enzyme is highly conserved amongst animals, only the yeast enzyme structure is available for rational drug design. The use of biophysical assays has permitted the identification of a specific C-terminal truncation of the 826-residue human ACC2 carboxyl transferase (CT) domain that is both functionally competent to bind inhibitors and crystallizes in their presence. This C-terminal truncation led to the determination of the human ACC2 CT domain–CP-640186 complex crystal structure, which revealed distinctions from the yeast-enzyme complex. The human ACC2 CT-domain C-terminus is com­prised of three intertwined α-helices that extend outwards from the enzyme on the opposite side to the ligand-binding site. Differences in the observed inhibitor conformation between the yeast and human structures are caused by differing residues in the binding pocket

Polo-like kinase 1 inhibition as a therapeutic approach to selectively target BRCA1-deficient cancer cells by synthetic lethality induction

Purpose: BRCA1 and BRCA2 deficiencies are widespread drivers of human cancers that await the development of targeted therapies. We aimed to identify novel synthetic lethal relationships with therapeutic potential using BRCA-deficient isogenic backgrounds. Experimental Design: We developed a phenotypic screening technology to simultaneously search for synthetic lethal (SL) interactions in BRCA1- and BRCA2-deficient contexts. For validation, we developed chimeric spheroids and a dualtumor xenograft model that allowed the confirmation of SL induction with the concomitant evaluation of undesired cytotoxicity on BRCA-proficient cells. To extend our results using clinical data, we performed retrospective analysis on The Cancer Genome Atlas (TCGA) breast cancer database. Results: The screening of a kinase inhibitors library revealed that Polo-like kinase 1 (PLK1) inhibition triggers strong SL induction in BRCA1-deficient cells. Mechanistically, we found no connection between the SL induced by PLK1 inhibition and PARP inhibitors. Instead, we uncovered that BRCA1 downregulation and PLK1 inhibition lead to aberrant mitotic phenotypes with altered centrosomal duplication and cytokinesis, which severely reduced the clonogenic potential of these cells. The penetrance of PLK1/BRCA1 SL interaction was validated using several isogenic and nonisogenic cellular models, chimeric spheroids, and mice xenografts. Moreover, bioinformatic analysis revealed high-PLK1 expression in BRCA1-deficient tumors, a phenotype that was consistently recapitulated by inducing BRCA1 deficiency in multiple cell lines as well as in BRCA1-mutant cells. Conclusions: We uncovered an unforeseen addiction of BRCA1-deficient cancer cells to PLK1 expression, which provides a new means to exploit the therapeutic potential of PLK1 inhibitors in clinical trials, by generating stratification schemes that consider this molecular trait in patient cohorts.Fil: Carbajosa González, Sofía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Pansa, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Paviolo, Natalia Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Fundación Instituto Leloir; ArgentinaFil: Castellaro, Andrés Marcos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Andino, Diego Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas. Universidad Católica de Córdoba. Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas; ArgentinaFil: Nigra, Ayelén Denise. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: García, Iris Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Racca, Ana Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Rodriguez, María Celeste. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Angiolini, Virginia Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Guantay, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Villafañez, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Federico, Maria Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rodríguez, Lucía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Caputto, Beatriz Leonor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Drewes, Gerard. Cellzome AG; AlemaniaFil: Madauss, Kevin P.. Global Observatory on Health Research and Development; Estados UnidosFil: Gloger, Israel. Global Observatory on Health Research and Development; Estados UnidosFil: Fernandez, Elmer Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas. Universidad Católica de Córdoba. Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas; ArgentinaFil: Gil, German Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Bocco, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Gottifredi, Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Soria, Ramiro Gaston. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

Novel scaffolds for inhibition of Cruzipain identified from high-throughput screening of anti-kinetoplastid chemical boxes

American Trypanosomiasis or Chagas disease is a prevalent, neglected and serious debilitating illness caused by the kinetoplastid protozoan parasite Trypanosoma cruzi. The current chemotherapy is limited only to nifurtimox and benznidazole, two drugs that have poor efficacy in the chronic phase and are rather toxic. In this scenario, more efficacious and safer drugs, preferentially acting through a different mechanism of action and directed against novel targets, are particularly welcome. Cruzipain, the main papain-like cysteine peptidase of T. cruzi, is an important virulence factor and a chemotherapeutic target with excellent pre-clinical validation evidence. Here, we present the identification of new Cruzipain inhibitory scaffolds within the GlaxoSmithKline HAT (Human African Trypanosomiasis)and Chagas chemical boxes, two collections grouping 404 non-cytotoxic compounds with high antiparasitic potency, drug-likeness, structural diversity and scientific novelty. We have adapted a continuous enzymatic assay to a medium-throughput format and carried out a primary screening of both collections, followed by construction and analysis of dose-response curves of the most promising hits. Using the identified compounds as a starting point a substructure directed search against CHEMBL Database revealed plausible common scaffolds while docking experiments predicted binding poses and specific interactions between Cruzipain and the novel inhibitors.Fil: Salas Sarduy, Emir. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Urán Landaburu, Héctor Lionel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Karpiak, Joel. GlaxoSmithKline R&D; Estados UnidosFil: Madauss, Kevin P.. GlaxoSmithKline R&D; Estados UnidosFil: Cazzulo, Juan Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Agüero, Fernan Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Alvarez, Vanina Eder. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentin

Aberrant O-glycosylation modulates aggressiveness in neuroblastoma

Neuroblastoma (NB) is the most common pediatric malignancy diagnosed before the first birthday in which MYCN oncogene amplification is associated with poor prognosis. Although aberrant glycosylation is an important actor in cell biology, little is known about its role in pediatric cancers such as NB. In this work we characterized the glycophenotype and the enzyme expression involved in glycans biosynthesis in five established human NB cell lines and in patient-derived primary tumors with different MYCN status. Our results show a high expression of Lewis glycan family both in MYCN-amplified cell lines and patient samples. Additionally, we report that MYCN-amplified cells overexpressed Core 2-initiating glycosyltransferase C2GNT1 in association with specific ST3Gals and FUTs, and showed increased binding to E- and Pselectins. Silencing of C2GNT1 expression in NB cells diminished expression of Lewis glycans, decreased the E- and P-selectin binding, and reduced cell adhesion, migration and proliferation in vitro. Treatment of MYCN-non-amplified cells with Trichostatin A (TSA), an histone deacetylase inhibitor, increased the expression of Lewis glycans and the enzymes involved in their biosynthesis. Our results demonstrate that MYCNamplified NB cells overexpress Lewis family glycans, which belong to the Core 2 O-glycans group. Their expression plays a key role in the malignant behaviour of the NB cells and it is modulated by epigenetic mechanisms.Fil: Cuello, Héctor Adrián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Oncología Molecular; ArgentinaFil: Segatori, Valeria Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Oncología Molecular; ArgentinaFil: Alberto, Marina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Oncología Molecular; ArgentinaFil: Gulino, Cynthia Antonella. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Oncología Molecular; ArgentinaFil: Aschero, María del Rosario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan"; ArgentinaFil: Camarero, Sandra. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan"; ArgentinaFil: Galluzzo Mutti, Laura. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan"; ArgentinaFil: Madauss, Kevin. Glaxosmithkline; Estados UnidosFil: Alonso, Daniel Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Oncología Molecular; ArgentinaFil: Lubieniecki, Fabiana. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan"; ArgentinaFil: Gabri, Mariano Rolando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Oncología Molecular; Argentin

Inhibitors of Rho kinases (ROCK) induce multiple mitotic defects and synthetic lethality in BRCA2-deficient cells

The trapping of Poly-ADP-ribose polymerase (PARP) on DNA caused by PARP inhibitors (PARPi) triggers acute DNA replication stress and synthetic lethality (SL) in BRCA2-deficient cells. Hence, DNA damage is accepted as a prerequisite for SL in BRCA2-deficient cells. In contrast, here we show that inhibiting ROCK in BRCA2-deficient cells triggers SL independently from acute replication stress. Such SL is preceded by polyploidy and binucleation resulting from cytokinesis failure. Such initial mitosis abnormalities are followed by other M-phase defects, including anaphase bridges and abnormal mitotic figures associated with multipolar spindles, supernumerary centrosomes and multinucleation. SL was also triggered by inhibiting Citron Rho-interacting kinase, another enzyme that, similarly to ROCK, regulates cytokinesis. Together, these observations demonstrate that cytokinesis failure triggers mitotic abnormalities and SL in BRCA2-deficient cells. Furthermore, the prevention of mitotic entry by depletion of Early mitotic inhibitor 1 (EMI1) augmented the survival of BRCA2-deficient cells treated with ROCK inhibitors, thus reinforcing the association between M-phase and cell death in BRCA2-deficient cells. This novel SL differs from the one triggered by PARPi and uncovers mitosis as an Achilles heel of BRCA2-deficient cells

Inhibitors of Rho kinases (ROCK) induce multiple mitotic defects and synthetic lethality in BRCA2-deficient cells

The trapping of Poly-ADP-ribose polymerase (PARP) on DNA caused by PARP inhibitors (PARPi) triggers acute DNA replication stress and synthetic lethality (SL) in BRCA2-deficient cells. Hence, DNA damage is accepted as a prerequisite for SL in BRCA2-deficient cells. In contrast, here we show that inhibiting ROCK in BRCA2-deficient cells triggers SL independently from acute replication stress. Such SL is preceded by polyploidy and binucleation resulting from cytokinesis failure. Such initial mitosis abnormalities are followed by other M-phase defects, including anaphase bridges and abnormal mitotic figures associated with multipolar spindles, supernumerary centrosomes and multinucleation. SL was also triggered by inhibiting Citron Rho-interacting kinase, another enzyme that, similarly to ROCK, regulates cytokinesis. Together, these observations demonstrate that cytokinesis failure triggers mitotic abnormalities and SL in BRCA2-deficient cells. Furthermore, the prevention of mitotic entry by depletion of Early mitotic inhibitor 1 (EMI1) augmented the survival of BRCA2-deficient cells treated with ROCK inhibitors, thus reinforcing the association between M-phase and cell death in BRCA2-deficient cells. This novel SL differs from the one triggered by PARPi and uncovers mitosis as an Achilles heel of BRCA2-deficient cells.Fil: Siri, Sebastian Omar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Martino, Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Calzetta, Nicolás Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Paviolo, Natalia Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Garro, Cintia Araceli. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Pansa, Maria Florencia. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Carbajosa González, Sofía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Brown, Aaron C.. Maine Medical Center Research Institute; Estados UnidosFil: Bocco, Jose Luis. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Gloger, Israel. GlaxoSmithKline-Trust in Science; Estados UnidosFil: Drewes, Gerard. GlaxoSmithKline-Trust in Science; Estados UnidosFil: Madauss, Kevin P.. GlaxoSmithKline-Trust in Science; Estados UnidosFil: Soria, Gastón. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Gottifredi, Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Deoxycytidine kinase (dCK) inhibition is synthetic lethal with BRCA2 deficiency

BRCA2 is a well-established cancer driver in several human malignancies. While the remarkable success of PARP inhibitors proved the clinical potential of targeting BRCA deficiencies, the emergence of resistance mechanisms underscores the importance of seeking novel Synthetic Lethal (SL) targets for future drug development efforts. In this work, we performed a BRCA2-centric SL screen with a collection of plant-derived compounds from South America. We identified the steroidal alkaloid Solanocapsine as a selective SL inducer, and we were able to substantially increase its potency by deriving multiple analogs. The use of two complementary chemoproteomic approaches led to the identification of the nucleotide salvage pathway enzyme deoxycytidine kinase (dCK) as Solanocapsine’s target responsible for its BRCA2-linked SL induction. Additional confirmatory evidence was obtained by using the highly specific dCK inhibitor (DI-87), which induces SL in multiple BRCA2-deficient and KO contexts. Interestingly, dCK-induced SL is mechanistically different from the one induced by PARP inhibitors. dCK inhibition generates substantially lower levels of DNA damage, and cytotoxic phenotypes are associated exclusively with mitosis, thus suggesting that the fine-tuning of nucleotide supply in mitosis is critical for the survival of BRCA2-deficient cells. Moreover, by using a xenograft model of contralateral tumors, we show that dCK impairment suffices to trigger SL in-vivo. Taken together, our findings unveil dCK as a promising new target for BRCA2-deficient cancers, thus setting the ground for future therapeutic alternatives to PARP inhibitors.Fil: Guantay, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Garro, Cintia. Empresa Oncoprecision S.a.u (empresa Oncoprecision S.a.u);Fil: Siri, Sebastian Omar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Pansa, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Ghidelli Disse, Sonja. Cellzome Gmbh; AlemaniaFil: Paviolo, Natalia Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Racca, Ana Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Nicotra, Viviana Estela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: Radu, Caius. University of California; Estados UnidosFil: Bocco, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Felice, Rosana. Glaxosmithkline Argentina Sociedad Anonima.; ArgentinaFil: Jansson, Keith H.. Glaxonsmithkline; Estados UnidosFil: Remlinger, Katja. Glaxonsmithkline; Estados UnidosFil: Amador, Alejandro. Glaxonsmithkline; Estados UnidosFil: Stronach, Euan. Glaxonsmithkline; Reino UnidoFil: Coleman, Kevin. Glaxosmithkline; Estados UnidosFil: Muelbaier, Marcel. Cellzome Gmbh; AlemaniaFil: Drewes, Gerard. Cellzome Gmbh; AlemaniaFil: Gloger, Isro. Glaxosmithkline Global Health Randd; Reino UnidoFil: Madauss, Kevin. Glaxosmithkline; Estados UnidosFil: García, Manuela Emila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: Gottifredi, Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Soria, Gastón. Empresa Oncoprecision S.a.u (empresa Oncoprecision S.a.u)