CHARACTERIZATION OF EIF3E TRANSCRIPT: ROLE IN MAMMARY DEVELOPMENT AND CARCINOGENESIS

The eukaryotic translation initiation factor 3 e-subunit (EIF3E) gene was originally identified in mouse as an integration site of the Mouse Mammary Tumour Virus (MMTV). EIF3E is a 45Kb gene localized to region q22-23 of the human chromosome 8, encodes a mRNA of 1516 nt that is translated into a 52KDa protein of 445 amino acids. Integration of MMTV into EIF3E introns (5, 9 or 12) causes the expression of truncated transcripts. These shortened EIF3E transcripts induce malignant transformation demonstrated both in vitro and in vivo. The exact nature of EIF3E involvement in tumorigenesis is not fully understood. The EIF3E protein controls various types of cellular processes in eukaryotic cells. Studies showed that EIF3E regulates protein expression through its role as a subunit of the eukaryotic translation initiation 3 complex, by controlling the quality of specific mRNAs by nonsense-mediate decay (NMD) and the process of the protein turnover. EIF3E is also involved in maintenance of genome integrity and stability by its role in DNA damage response, mitosis and replication. This Ph.D. work focused on studying the involvement of EIF3E in the human breast cancer. We evaluated the EIF3E expression in different normal human tissues by RT-qPCR. We observed that EIF3E has higher expression levels in the human mammary gland compared to other tissues analyzed. We hypothesize that EIF3E deregulation has a role in breast cancer. Analyzing the EIF3E expression in normal and cancer breast tissues, we determined that the EIF3E expression level is lower in tumor samples compared to their healthy counterparts. Down regulation of EIF3E was found to induce a malignant phenotype in normal primary cells and increase malignancy in MCF7 cells, respectively. We investigated the role of EIF3E in breast cancer initiation and progression. EIF3E modulation resulted in loss of control of the expression of specific mRNAs involved in key aspects in the cancer process.

Il gene EIF3E (eukaryotic translation initiation factor 3 subunit e) è stato identificato inizialmente in topo come sito di integrazione del virus MMTV (mouse mammary tumor virus). Nel genoma umano EIF3E è un gene di 45 Kb localizzato nella porzione 22-23 del braccio lungo del cromosoma 8 e codifica per un RNA messaggero di 1516 nucleotidi e una proteina di 445 amminoacidi (52 KDa). L’integrazione del virus MMTV negli introni (5, 9, 12) del gene EIF3E causa la trascrizione di RNA tronchi. L’espressione di tali trascritti tronchi è in grado di indurre un fenotipo tumorale sia in vitro che in vivo. Sebbene sia stata individuata l’esistenza di una correlazione tra il tumore mammario ed EIF3E, non è ancora noto l’esatto ruolo che il gene svolge nell’insorgenza e nella progressione del carcinoma mammario. Sono numerose le funzioni associate ad EIF3E nelle cellule eucariotiche. EIF3E è coinvolto nella regolazione dell’espressione proteica sia come subunità del complesso EIF3 (Eukaryotic translation Initiation Factor 3), sia controllando la qualità di specifici RNA messaggeri attraverso il nonsense-mediated decay (NMD) sia regolando il turnover di specifiche proteine. EIF3E è inoltre coinvolto nella regolazione dell’integrità e stabilità genomica in quanto coinvolto nel meccanismo del “DNA damage response”, nella replicazione del DNA e nella mitosi. Questo progetto di dottorato è focalizzato sullo studio del gene EIF3E ed del suo coinvolgimento nella formazione e nella progressione del tumore mammario. Abbiamo analizzato attraverso RT-qPCR l’espressione di EIF3E in diversi tessuti umani non tumorali. EIF3E ha un livello di espressione più alto nella ghiandola mammaria rispetto ad altri tessuti, questo risultato suggerisce come EIF3E possa avere una peculiare funzione nella ghiandola mammaria e sue variazioni possano essere correlate al tumore al seno. Valutando l’espressione di EIF3E in tessuti normali e tumorali della ghiandola mammaria provenienti da diversi pazienti abbiamo osservato come l’espressione di EIF3E diminuisce nel tessuto tumorale rispetto al tessuto normale. Attraverso esperimenti in vitro abbiamo dimostrato come la down-regolazione di EIF3E sia in grado di indurre un fenotipo tumorale in cellule primarie normali della ghiandola mammaria e aumentare la tumorigenicità nelle MCF7. Analizzando quale possa essere la funzione di EIF3E nella formazione e progressione tumorale abbiamo osservato come modificando l’espressione di EIF3E si causano cambiamenti nei livelli di alcuni mRNA, coinvolti in aspetti chiave della progressione tumorale .