Molecular mechanism of PE5-induced cytotoxicity and generation of new cytotoxic nuclear-directed

Abstract

Cytotoxic ribonucleases are promising agents to be used in the treatment of cancer. Our group previously described a cytotoxic human pancreatic ribonuclease variant, named PE5, which carries a nuclear localization signal. This protein is routed into the nucleus, where it cleaves nuclear RNA inducing the apoptosis of cancer cells. In the present work, the molecular mechanism of PE5-induced cytotoxicity has been investigated using global gene expression and miRNA microarrays. The results indicate that this ribonuclease causes pleiotropic effects and regulates the expression of numerous genes and miRNAs. On the other hand, we have improved the antitumor properties of PE5. First, we have obtained PE10, which is as cytotoxic as PE5 but it is potentially less immunogenic because its sequence is more similar to that of the wild type human pancreatic ribonuclease. And second, we have obtained NLSPE5, which exhibits 6-14 times higher cytotoxicity for tumor cells than PE5

Les ribonucleases citotòxiques són proteïnes amb un gran potencial per ser utilitzades en el tractament del càncer. El nostre grup va descriure una variant citotòxica de la ribonucleasa pancreàtica humana, anomenada PE5, que incorpora un senyal de localització nuclear. Aquesta proteïna es dirigeix al nucli, on degrada RNA nuclear induint així l’apoptosi de les cèl•lules tumorals. En aquest treball s’ha investigat el mecanisme de citotoxicitat de PE5 utilitzant microarrays globals d’expressió gènica i de miRNAs. Els resultats obtinguts indiquen que PE5 causa efectes pleiotròpics i regula l’expressió de nombrosos gens i miRNAs. D’altra banda, s’han millorat les propietats antitumorals de PE5. Primer, s’ha produït PE10, la qual presenta la mateixa citotoxicitat que PE5 però és potencialment menys immunogènica perquè la seva seqüència és més similar a la de la ribonucleasa pancreàtica humana. En segon lloc, s’ha construït NLSPE5, la quals exhibeix una citotoxicitat 6-14 vegades superior a PE5