miR-199a-3p enhances the anti-tumor activity of Palbociclib in in vitro and in vivo liver cancer model

Il carcinoma epatocellulare (HCC) è una delle più frequenti cause di morte correlata a cancro al mondo. Sebbene ci siano stati progressi significativi nel trattamento del HCC, rimane un tumore maligno con prognosi infausta e terapie limitate. Palbociclib è un inibitore della chinasi ciclino-dipendente 4/6 (CDK4/6), che ha mostrato risultati promettenti nel trattamento di diversi tipi di cancro, in particolare il cancro al seno. In studi preclinici, palbociclib ha mostrato risultati promettenti nell'inibire la crescita del HCC prevenendo la fosforilazione mediata da CDK4/6 di RB1, una proteina oncosoppressoria. Tuttavia, palbociclib attiva anche la via di AKT, che può potenzialmente limitare la sua attività antitumorale. Nel presente studio, abbiamo studiato l'effetto di palbociclib come trattamento in combinazione con inibitori PI3K/AKT/mTOR per migliorare la sua attività antitumorale in modelli di HCC in vitro e in vivo. Metodi: Gli inibitori di AKT, MK-2206 o il microRNA-199a-3p, sono stati studiati in combinazione con palbociclib nel modello di topo transgenico HCC TG221 e in linee cellulari di HCC. Negli studi in vitro, sono state svolte analisi di vitalità cellulare ed apoptosi. Vie di trasduzione del segnale (AKT, RB1, FOXM1) sono state valutate mediante Western blots. Negli studi in vivo sono stati valutati crescita e numero di tumori epatici e cambi di peso durante le terapie. Risultati: La combinazione palbociclib e MK-2206 si è dimostrata altamente efficace ma tossica per i topi, come mostrato da una drastica perdita di peso. La combinazione di miR-199a-3p con palbociclib è stata ben tollerata e altamente efficace nell'inibire la progressione del HCC nei modelli in vitro e in vivo. A livello molecolare, il trattamento combinato inibisce la fosforilazione di RB1 e FOXM1 (dovuta a palbociclib) e AKT (dovuta a miR-199a-3p). Ciò suggerisce che la combinazione di palbociclib e miR-199a-3p mimics possa superare i limiti di palbociclib come singolo agente e migliorarne la sua attività antitumorale. Conclusioni: Questo studio fornisce un'evidenza preclinica della combinazione di miR-199a-3p con palbociclib come trattamento anti-HCC efficace. La combinazione è stata ben tollerata e ha prodotto una significativa riduzione del numero e delle dimensioni dei tumori rispetto a palbociclib o miR-199a-3p mimics usati come trattamenti singoli. Studi futuri dovrebbero valutare la sicurezza e l'efficacia di questa combinazione in studi clinici per il trattamento del HCC avanzato. Parole chiave: carcinoma epatocellulare (HCC); Palbociclib; miR-199a-3p; MK-2206; terapia antitumorale.

Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the leading causes of cancer-related deaths worldwide. Despite progress, HCC treatment remains a challenge with limited effective therapies. This study investigates the potential of combining Palbociclib, a CDK4/6 inhibitor with miR-199a-3p mimics to improve HCC treatment. While Palbociclib has shown promise in inhibiting HCC growth, it also activates AKT signaling, which limits its effectiveness. However, miR-199a-3p, a tumor suppressor miRNA, may help overcome this limitation. To evaluate the safety and effectiveness of this combined therapy we conducted experiments both, in vitro and in vivo. Methods: AKT inhibitors, MK-2206 or microRNA-199a-3p, were studied in combination with Palbociclib in the TG221 HCC transgenic mouse model and HCC cell lines. In in vitro studies, cell viability and apoptosis analyses were carried out. Signal transduction pathways (AKT, RB1, FOXM1) were evaluated by Western blots. In in vivo studies, the growth and number of liver tumors and weight changes during therapies were evaluated. Results: The combination of Palbociclib and MK-2206 proved to be highly effective but toxic to mice, as shown by dramatic weight loss. The combination of miR-199a-3p with Palbociclib was instead well tolerated and highly effective in inhibiting HCC progression in in vitro and in vivo models. At the molecular level, the combined treatment inhibits the phosphorylation of RB1 and FOXM1 (attributed to Palbociclib action) and AKT (attributed to miR-199a-3p). This suggests that the combination of Palbociclib and miR-199a-3p mimics may overcome the limitations of Palbociclib as a single agent and improve its antitumor activity. Conclusions: This study provides preclinical evidence for the combination of miR-199a-3p with Palbociclib as an effective anti-HCC treatment. The combination was well tolerated and produced a significant reduction in the number and size of tumors compared to Palbociclib or miR-199a-3p mimics used as single treatments. Future studies should evaluate the safety and efficacy of this combination in clinical trials for the treatment