Krüppel-like factor 6 Is required for oxidative and oncogene-iduced cellular senescence

Krüppel-like factor 6 (KLF6) is a transcription factor involved in the regulation of several cellular processes. Regarding its role in tumorigenesis, KLF6 is considered a tumor suppressor. Numerous reports demonstrate its frequent genomic loss or down-regulation, implying a functional inactivation in a broad range of human cancers. Previous work from our laboratory showed that the down-regulation of KLF6 expression in normal fibroblasts leads to cellular transformation, while its ectopic expression interferes with the oncogenic transformation triggered by activated Ras through a cell cycle arrest. We hypothesize that the growth suppressor activity of KLF6 may involve the induction of cellular senescence thereby helping to prevent the proliferation of cells at risk of neoplastic transformation. Here, we explored the association of KLF6 up-regulation in two different cellular senescence scenarios. We found that KLF6 silencing bypasses both oxidative and oncogene-induced senescence. In this context, KLF6 expression per se was capable to trigger cellular senescence in both normal and tumoral contexts. As such, the findings presented in this report provide insights into a potential mechanism by which KLF6 may play a suppressing role of uncontrolled or damaged cell proliferation.Fil: Sabatino, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Castellaro, Andrés Marcos. 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 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. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Soria, Gastón. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Bocco, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

Persistent double strand break accumulation does not precede cell death in an olaparib-sensitive BRCA-deficient colorectal cancer cell model

The poly (adenosine diphosphate (ADP)-ribosyl) polymerase inhibitors (PARPi) selectively kill cancer cells with BRCA1 or BRCA2 (BRCA)-mutations. It has been proposed that cell death induction after PARPi depends on unrepaired double strand breaks (DSBs) that accumulate due to the homologous recombination deficiency of BRCA-mutated cells. Such accumulation of DSBs is inferred mainly from the high levels of DNA damage markers like phosphorylated histone H2AX. Herein, we developed a model of isogenic cell lines to show that depletion of BRCA causes PARPi-triggered cell death, replication stress (phosphorylated-H2AX and 53BP1 foci), and genomic instability. However, persistent DSBs accumulation was not detected under the same experimental conditions. Hence, at least in this cellular model, the trigger for cell death in PARPi-treated BRCA-depleted samples is not the accumulation of unrepaired DSBs. Instead, cell death better correlates with a rapid and aberrant resolution of DSBs by error-prone pathways that leads to severe chromosomic aberrations. Therefore, our results suggest that in PARPi-treated BRCA-deficient cells, chromosome aberrations may dually trigger both genomic instability and cell death.Fil: Paviolo, Natalia Soledad. Fundación Instituto Leloir; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: de la Vega Páez, María Belén. Fundación Instituto Leloir; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pansa, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional 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; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba; ArgentinaFil: Calzetta, Nicolás Luis. Fundación Instituto Leloir; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Soria, Gastón. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Gottifredi, Vanesa. Fundación Instituto Leloir; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Direct and indirect photodynamic therapy effects on the cellular and molecular components of the tumor microenvironment

Photodynamic therapy (PDT) is a novel cancer treatment. It involves the activation of a photosensitizer (PS) with light of specific wavelength, which interacts with molecular oxygen to generate singlet oxygen and other reactive oxygen species (ROS) that lead to tumor cell death. When a tumor is treated with PDT, in addition to affect cancer cells, the extracellular matrix and the other cellular components of the microenvironment are altered and finally this had effects on the tumor cells survival. Furthermore, the heterogeneity in the availability of nutrients and oxygen in the different regions of a tridimensional tumor has a strong impact on the sensitivity of cells to PDT. In this review, we summarize how PDT affects indirectly to the tumor cells, by the alterations on the extracellular matrix, the cell adhesion and the effects over the immune response. Also, we describe direct PDT effects on cancer cells, considering the intratumoral role that autophagy mediated by hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1) has on the efficiency of the treatment.Fil: Milla Sanabria, Laura Natalia. 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: Rodriguez, Matias Exequiel. 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: Cogno, Ingrid Sol. 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: Rumie Vittar, Natalia Belen. 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: 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: Lamberti, María Julia. 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: Rivarola, Viviana. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

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

Synthetic lethal activity of benzophenanthridine alkaloids from Zanthoxylum coco against BRCA1-deficientcancer cells

Several plants from South America show strong antitumoral properties based on anti-proliferative and/or pro-apoptotic activities. In this work we aimed to identify selective cytotoxic compounds that target BRCA1-deficient cancer cells by Synthetic Lethality (SL) induction. Using a high-throughput screening technology developed in our laboratory, we analyzed a collection of extracts from 46 native plant species from Argentina using a wide dose-response scheme. A highly selective SL-induction capacity was found in an alkaloidal extract from Zanthoxylum coco (Fam. Rutaceae). Bio-guided fractionation coupled to HPLC led to the identification of active benzophenanthridine alkaloids. The most potent SL activity was found with the compound oxynitidine, which showed a remarkably low relative abundance in the active fractions. Further validation experiments were performed using the commercially available and closely related analog nitidine, which showed SL-induction activity against various BRCA1-deficient cell lines with different genetic backgrounds, even in the nanomolar range. Exploration of the underlying mechanism of action using BRCA1-KO cells revealed AKT and topoisomerases as the potential targets responsible of nitidine-triggered SL-induction. Taken together, our findings expose an unforeseen therapeutic activity of alkaloids from Zanthoxylum-spp. that position them as novel lead molecules for drug discovery.Fil: García, Iris Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. 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: Pansa, Maria Florencia. 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; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Pacciaroni, Adriana del Valle. 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; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; ArgentinaFil: García, Manuela Emila. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Gonzalez, Maria Laura. Universidad Católica de Córdoba. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales y Sustentabilidad José Sanchez Labrador S. J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales y Sustentabilidad José Sanchez Labrador S. J.; ArgentinaFil: Oberti, Juan Carlos María. 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: Bocco, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Carpinella, Maria Cecilia. Universidad Católica de Córdoba. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales y Sustentabilidad José Sanchez Labrador S. J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales y Sustentabilidad José Sanchez Labrador S. J.; ArgentinaFil: Barboza, Gloria 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: 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: Soria, Gastón. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

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

Photodynamic therapy potentiates the paracrine endothelial stimulation by colorectal cancer

Colorectal cancer (CRC) is the third most common cancer and the third leading cause of cancer death worldwide. Recurrence is a major problem and is often the ultimate cause of death. In this context, the tumor microenvironment influences tumor progression and is considered as a new essential feature that clearly impacts on treatment outcome, and must therefore be taken into consideration. Photodynamic therapy (PDT), oxygen, light and drug-dependent, is a novel treatment modality when CRC patients are inoperable. Tumor vasculature and parenchyma cells are both potential targets of PDT damage modulating tumor–stroma interactions. In biological activity assessment in photodynamic research, three-dimensional (3D) cultures are essential to integrate biomechanical, biochemical, and biophysical properties that better predict the outcome of oxygen- and drug-dependent medical therapies. Therefore, the objective of this study was to investigate the antitumor effect of methyl 5-aminolevulinic acid-PDT using a light emitting diode for the treatment of CRC cells in a scenario that mimics targeted tissue complexity, providing a potential bridge for the gap between 2D cultures and animal models. Since photodynamic intervention of the tumor microenvironment can effectively modulate the tumor–stroma interaction, it was proposed to characterize the endothelial response to CRC paracrine communication, if one of these two populations is photosensitized. In conclusion, we demonstrated that the dialogue between endothelial and tumor populations when subjected to lethal PDT conditions induces an increase in angiogenic phenotype, and we think that it should be carefully considered for the development of PDT therapeutic protocols.Fil: Lamberti, María Julia. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pansa, Maria Florencia. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Vera, Renzo Emanuel. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rumie Vittar, Natalia Belen. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rivarola, Viviana. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Contribution of resident and recruited macrophages to the photodynamic intervention of colorectal tumor microenvironment

The study of cellular interactions in the tumor microenvironment has become one of the main areas of research in the fight against cancer. Tumor-associated macrophages (TAMs) influence tumor progression and therapy response due to its functional plasticity. Regarding cancer treatment, photodynamic therapy (PDT) is a minimally invasive and clinically approved procedure that involves the administration of a photosensitizer (PS), a nontoxic photosensitizing drug which is selectively retained in neoplastic tissue. Here, we investigated the role of resident and nonresident macrophages in the context of a PDT-treated colorectal tumor by developing a combination of 2-D and three-dimensional (3-D) experimental platform, recreating tumor-stroma interactions in vitro. Enhancement of cytotoxicity of PDT was achieved in the presence of nonresident macrophages which had a strong anti-tumor phenotype mediated by the production of nitric oxide, IL-6, and tumor necrosis factor alpha (TNF-α). On the contrary, tumor resident macrophages induced a pro-tumor phenotype promoting tumor cell migration and endothelial stimulation. Due to their plasticity, tumor-resident or tumor-recruited macrophages can differentially influence the response of tumors to PDT, so their multifactorial roles should be considered in the overall design of anti-tumor therapeutic.Fil: Pansa, Maria Florencia. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Lamberti, María Julia. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Cogno, Ingrid Sol. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Correa, Silvia Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Rumie Vittar, Natalia Belen. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Rivarola, Viviana. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentin

Ecological Photodynamic Therapy: New trend to disrupt the intricate networks within tumor ecosystem

As with natural ecosystems, species within the tumor microenvironment are connected by pairwise interactions (e.g. mutualism, predation) leading to a strong interdependence of different populations on each other. In this review we have identified the ecological roles played by each non-neoplastic population (macrophages, endothelial cells, fibroblasts) and other abiotic components (oxygen, extracellular matrix) directly involved with neoplastic development. A way to alter an ecosystem is to affect other species within the environment that are supporting the growth and survival of the species of interest, here the tumor cells; thus, some features of ecological systems could be exploited for cancer therapy. We propose a well-known antitumor therapy called photodynamic therapy (PDT) as a novel modulator of ecological interactions. We refer to this as “ecological photodynamic therapy.” The main goal of this new strategy is the improvement of therapeutic efficiency through the disruption of ecological networks with the aim of destroying the tumor ecosystem. It is therefore necessary to identify those interactions from which tumor cells get benefit and those by which it is impaired, and then design multitargeted combined photodynamic regimes in order to orchestrate non-neoplastic populations against their neoplastic counterpart. Thus, conceiving the tumor as an ecological system opens avenues for novel approaches on treatment strategies.Fil: Rumie Vittar, Natalia Belen. 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: Lamberti, María Julia. 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: 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: Vera, Renzo Emanuel. 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: Rodriguez, Matias Exequiel. 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: Cogno, Ingrid Sol. 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: Milla Sanabria, Laura Natalia. 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: Rivarola, Viviana. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Cationic porphyrin derivatives for application in photodynamic therapy of cancer

Current studies in photodynamic therapy (PDT) against cancer are focused on the development of new photosensitizers (PSs), with higher phototoxic action. The aim of this study was to compare the therapeutic efficiency of tri-cationic meso-substituted porphyrin derivatives (Tri-Py+–Me–PF, Tri-Py+–Me–Ph, Tri-Py+–Me–CO2Me and Tri-Py+–Me–CO2H) with the well-known tetra-cationic T4PM. The phototoxic action of these derivatives was assessed in human colon adenocarcinoma cells by cell viability, intracellular localization and nuclear morphology analysis. In the experimental conditions used we determined that after light activation –PF, –Ph and –CO2Me cause a more significant decline of cell viability compared to –CO2H and T4PM. These results suggest that the nature of the peripheral substituent influences the extent of cell photodamage. Moreover, we have demonstrated that PS concentration, physicochemical properties and further light activation determine the PDT response. All porphyrins were clearly localized as a punctuated pattern in the cytoplasm of the cells, and the PDT scheme resulted in apoptotic cell death after 3 h post-PDT. The tri-cationic porphyrin derivatives Tri-Py+–Me–PF, Tri-Py+–Me–Ph and Tri-Py+–Me–CO2Me showed a promising ability, making them good photosensitizer candidates for oncological PDT.Fil: Prack Mc Cormick, Bárbara Patricia. 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: 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: Milla Sanabria, Laura Natalia. 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: Carvalho, Carla Marisa Brito. University of Aveiro; PortugalFil: Faustino, Maria Amparo Ferreira. University of Aveiro; PortugalFil: Neves, Maria Graça P. M. S.. University of Aveiro; PortugalFil: Cavaleiro, José A. S.. University of Aveiro; PortugalFil: Vittar, Natalia Belen Rumie. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Rivarola, Viviana. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin