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• mieloma multiplo
• gene editing
• crispr/cas
• silenziamento genico
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Riassunto
Il Mieloma Multiplo (MM) è un tumore del sangue caratterizzato dall’accumulo di plasmacellule monoclonali maligne nel midollo osseo. Rappresenta l’1% di tutti i tumori e approssimativamente il 10% di tutte le neoplasie ematologiche. Questo tumore si sviluppa attraverso una serie di fasi pretumorali di discrasie plasmacellulari, la più importante delle quali è la Monoclonal Gammopathy of Unknown Significance (MGUS).
Nel MM sono state individuate più di 60 mutazioni ricorrenti in oncogeni. Tra queste, nel 50% dei pazienti, le mutazioni diagnosticate riguardano i geni NRAS, KRAS, BRAF, EGR1 e FGFR3. Tali mutazioni inducono un signaling aberrante nel pathway delle MAPK.
La famiglia delle proteine RAS è composta da tre geni: NRAS, KRAS e HRAS. Essi sono delle piccole GTPasi e il loro legame con il GTP causa l’attivazione di pathways coinvolti nella proliferazione e sopravvivenza cellulare, come il pathway delle MAPK. La maggior parte delle mutazioni oncogeniche nei geni RAS sono mutazioni puntiformi missenso di tipo gain of function. I codoni più frequentemente mutati in KRAS e NRAS sono il 12 (G), 13 (G), e 61 (Q). Tali mutazioni puntiformi causano l’attivazione costitutiva delle proteine che nel MM a livello cellulare si traduce con una maggior progressione tumorale, recidive e resistenza ai farmaci.
Le mutazioni nel codone 61 sono le più frequenti tra le mutazioni puntiformi nei geni NRAS e KRAS. Dato che queste mutazioni nella famiglia dei geni RAS sono considerate “driver mutations”, ridurre l’espressione di tali geni mutati nel MM potrebbe essere una strategia utile per ridurre il fenotipo tumorale e rallentare o inibire la progressione della malattia.
Durante il periodo di internato di tesi ho studiato le mutazioni NRAS Q61K/R ed ho utilizzato strategie di silenziamento genico tramite siRNA e di gene editing tramite sistemi CRISPR/Cas per inibire in maniera specifica l’espressione dell’allele mutato. Come modello sperimentale ho utilizzato linee di MM e linee di melanoma immortalizzate.
Abstract
Multiple Myeloma (MM) is a blood cancer characterized by the accumulation of malignant monoclonal plasma cells in the bone marrow. It represents 1% of all tumors and approximately 10% of all hematological malignancies. This tumor develops through a series of pretumor stages of plasma cell dyscrasias, the most important of which is Monoclonal Gammopathy of Unknown Significance (MGUS).
More than 60 recurrent mutations in oncogenes have been identified in MM. Among these, in 50% of patients, the diagnosed mutations concern the NRAS, KRAS, BRAF, EGR1 and FGFR3 genes. These mutations induce aberrant signaling in the MAPK pathway.
The RAS protein family is composed of three genes: NRAS, KRAS and HRAS. They are small GTPases and their binding to GTP causes the activation of pathways involved in cell proliferation and survival, such as the MAPK pathway. Most oncogenic mutations in RAS genes are gain-of-function missense point mutations. The most frequently mutated codons in KRAS and NRAS are 12 (G), 13 (G), and 61 (Q). These point mutations cause the constitutive activation of proteins which in MM at the cellular level translates into greater tumor progression, relapses and drug resistance.
Mutations in codon 61 are the most frequent of the point mutations in the NRAS and KRAS genes. Since these mutations in the RAS gene family are considered “driver mutations”, reducing the expression of these mutated genes in MM could be a useful strategy to reduce the tumor phenotype and slow or inhibit disease progression.
During my thesis internship I studied the NRAS Q61K/R mutations and used gene silencing strategies via siRNA and gene editing via CRISPR/Cas systems to specifically inhibit the expression of the mutated allele. As experimental model I used MM lines and immortalized melanoma lines.