Inhibition of DNA double strand break repair in TNBC by nitro-fatty acids

DNA双链断裂(DSB)是最致命的DNA损伤类型。DNA双链断裂中的缺陷需要修复。 同源基因重组(HDR)和DNA修复使肿瘤细胞对脱氧核糖(ADP)抑制物(ADP-核糖)敏感。 聚合酶(PARP)是一种促进单链碱基修复酶(SSB)的酶，用于治疗转移性乳腺癌。 癌症(TNBC)患者携带HDR--使BRCA1和BRCA2的HDR基因的胚系突变失活。 (GBRCAm)，PARP抑制剂(PARPI)托拉普利的EMBRACA临床试验已显示出延长生命的疗效。因此，。 托拉普利现在正在成为FDA批准的用于GBRCAm和TNBC患者的单一疗法。这些发现是高度危险的。 意义重大的是，他们可能会支持这一概念，即减少人类发育迟缓中存在的遗传缺陷将为解决PARPI控制的癌症和细胞杀伤问题铺平道路。 这将防止单链DNA修复。在所有TNBC患者中，只有15%的人是BRCAm携带者，其余的人则是携带者。 85%的BRCAm阴性的TNBC对PARPI的反应不一致，尽管他们的表型与BRCA相似。 (BRCAness)。这标志着在此提出的全球研究开发计划，它提出了通过以下方式来减少HDR缺乏症的措施。 RAD51具有抑制作用，继而又能放大PARPI的疗效。我们还发现了一类全新的HDR-抑制剂。 这些都是非脂肪酸(NFA)和硝基烯，它们在人类中很好地耐受，而且很容易在人体内部署。 已经确定了一种独特的基于基本的HDR基因和RAD51的监管领域的解决方案，它是通过减少排放来控制的-- 氧化还原(氧化还原)和翻译后修饰(PTM)作为一部新小说，可以很容易地作为一部有针对性的小说。 化疗药物治疗策略适用于TTNBC。将RAD51的不可逆转化性和位点特异性烷基化介导的PTM转移率提高一倍。 脂质亲和剂硝基和脂肪酸合成酶(NFA)严重损害了RAD51的核功能和TNBC细胞的存活。 特别是当它与PARPis在体外和体内进行联合试验时。因此，具体的研究重点被放在两个不同的地方。 观点。首先，详细的机械性的理解将来自于对RAD51的特殊特性的刻画。 此外，还设计了一种高效的非饱和脂肪酸区域异构体。 Ray的基于结构的细胞建模和研究，已经表明TNBC对细胞的杀伤增加，这将不会得到进一步的评估。 在很大程度上，RAD51的靶向性，与PARPI的结合，对HDR修复的抑制，以及对TTNBC的净影响。 在一个新的TNBC细胞系的小组中杀死了细胞。例如，NFA已经降低了将蛋白质和半胱氨酸残基加成的能力，以及初步的研究数据。 还将支持由NFA介导的对另一条DNA和DSB修复途径的抑制，该途径已知将在一年后被上调。 RAD51是抑制，以及其他可能的NFA和蛋白质靶标，位于DNA和DSB中，需要修复，这将通过点击化学来进一步检查。 基于高效液相色谱-MS/MS对NFA的靶点进行蛋白质组学分析。其次，对一名来自TNBC患者的异种乳腺移植进行分析。 癌症模型与一种基因工程的TNBC小鼠模型相结合，将有助于临床上进行更多的治疗。 NFAs的相关药效研究，与PARPI、Eex和在体内的联合应用。在未来的研究计划中，将进一步揭示一种全新的药物。 该策略适用于TNBC基因治疗，即通过对NFA介导的RAD51介导的DNA修复的快速抑制作用，使TNBC基因细胞发生变化。 对PARP的抑制更加敏感，从而增加了TNBC对细胞的杀伤作用。

DNA  double  strand  breaks  (DSBs)  are  the  most  lethal  type  of  DNA  damage.  Defects  in  DSB  repair  by  homologous recombination-­directed (HDR) DNA repair sensitizes cancer cells to inhibitors of poly (ADP ribose)  polymerase (PARP), an enzyme facilitating single strand base repair (SSB). In metastatic triple negative breast  cancer  (TNBC)  patients  carrying  HDR-­inactivating  germline  mutations  in  the  HDR  genes  BRCA1  and  BRCA2  (gBRCAm), the EMBRACA trial of the PARP inhibitor (PARPi) olapaprib has shown life-­prolonging effects. Thus,  the  olapaprib  is  now  a  FDA-­approved  monotherapy  for  gBRCAm  TNBC  patients.  These  findings  are  highly  significant, as they endorse the concept that genetic defects in HDR pave the way to cancer cell killing by PARPi  that prevent single strand DNA repair. Only 15% of all TNBC patients are gBRCAm carriers, with the remaining  85%  of  gBRCAm-­negative  TNBC  showing  inconsistent  responses  to  PARPi  despite  BRCA-­like  phenotypes  (BRCAness). This signifies the Research Plan presented herein as it proposes to induce HDR-­deficiency through  Rad51 inhibition, which then in turn amplifies PARPi efficacy. We have identified a novel class of HDR-­inhibitors  that are fatty acids (NFA) nitroalkenes, which are well tolerated and readily deployable in humans. Our research  has  identified  a  unique  regulatory  domain  on  the  essential  HDR  gene  Rad51  that  is  controlled  by  reducing-­ oxidation  (redox)  post-­translational  modifications  (PTM)  and  can  be  readily  targeted  as  a  novel  chemotherapeutic  strategy  for  TNBC.  The  reversible  and  site-­specific  alkylation-­mediated  PTM  of  Rad51  by  a  lipid  electrophile  nitro  fatty  acid  (NFA)  severely  compromises  nuclear  Rad51  foci  and  TNBC  cell  survival,  especially  when  combined  with  PARPis  in  vitro  and  in  vivo.  Thus,  specific  focus  is  placed  on  tow  different  perspectives.  First,  detailed  mechanistic  understanding  will  come  from  characterizing  the  specificity  of  Rad51  alkylation by the NFAs and the impact on HDR. In addition, an efficacious NFA regioisomers designed from X-­ ray structure-­based modeling studies, that already showed increased TNBC cell killing, will be further evaluated  for  extents  of  Rad51  targeting,  inhibition  of  HDR  repair  in  combination  with  PARPi  and  net  effects  on  TNBC  killing in a TNBC cell line panel. As NFAs have the capacity to adduct protein Cys residues, and preliminary data  also  support  an  NFA-­mediated  inhibition  of  another  DNA  DSB  repair  pathway,  known  to  be  upregulated  after  Rad51  inhibition,  other  possible  NFA  protein  targets  in  DNA  DSB  repair,  will  be  examined  by  click-­chemistry  based  HPLC-­MS/MS  proteomic  analysis  of  NFA  targets.  Secondly,  a  TNBC  patient-­derived  xenograft  breast  cancer  model  in combination  with  a  genetically  engineered  TNBC  mouse  model,  will  facilitate  more  clinically  relevant effects of NFAs, in combination with PARPi, ex and in vivo. The Research Plan will reveal a novel drug  strategy  for  TNBC  therapy,  where  the  inhibition  of  Rad51-­mediated  DNA  repair  by  NFAs  renders  TNBC  cells  more sensitive to PARP inhibition thus increasing TNBC cell killing.