FoxM1 inhibition by Thiostrepton downregulates DNA damage response genes, enhancing sensitivity of breast cancer cells to therapy

Aim: Chemotherapy resistance, often linked to the development of resistance against genotoxic agents, is a major obstacle in cancer treatment. FoxM1, a transcription factor frequently overexpressed in malignancies such as breast cancer, is strongly associated with genotoxic therapy resistance. The aim of this study is to conduct a comparative analysis of the effects of thiostrepton (THIO), a FoxM1 inhibitor, on the DNA damage response in HUVEC cells (non-malignant) and MDA-MB-231 breast cancer cells (malignant) Materials and Methods: THIO's impact on cell viability were evaluated in both cell lines using the MTT assay. Oxidative DNA damage levels were measured with the 8-OHdG kit, and apoptosis was assessed using the Caspase 3 ELISA kit. The expression levels of DNA damage response genes (BRCA-1, DNAPKC, FOXM1, RAD51, MRE11 and XRCC1) were analyzed by RT-PCR. Results: MDA-MB-231 cells exhibited greater sensitivity to the cytotoxic effects of THIO than HUVEC cells. In HUVEC cells, THIO caused a significant increase in oxidative DNA damage, whereas no such effect was observed in MDA-MB-231 cell lines. Conversely, breast cancer cells showed a significant increase in Caspase 3 levels. RT-PCR results revealed a marked downregulation of DNA damage response genes, particularly BRCA-1, DNAPKC, MRE11, FOXM1, and XRCC1, in both cell types. Conclusion: THIO has been shown to inhibit FoxM1 expression and downregulate DNA damage response genes in both malignant and non-malignant cells, demonstrating its potential to enhance the sensitivity of breast cancer cells to therapy by disrupting DNA repair pathways. However, its potential to induce oxidative damage in non-malignant cells underscores the need for further comprehensive studies to validate its therapeutic efficacy and assess its safety in normal tissues.

Amaç: Kemoterapi direnci, genellikle genotoksik ajanlara karşı direnç gelişimiyle ilişkilendirilir ve kanser tedavisinde önemli bir engel teşkil eder. FoxM1, meme kanseri gibi malignitelerde sıkça aşırı eksprese edilen ve genotoksik tedavi direnci ile güçlü bir şekilde ilişkili olan bir transkripsiyon faktörüdür. Bu çalışmanın amacı, FoxM1 inhibitörü olan thiostrepton'un (THIO) malign olmayan HUVEC hücreleri ile malign MDA-MB-231 meme kanseri hücrelerinde, DNA hasar yanıtı üzerindeki etkilerini karşılaştırmalı olarak analiz etmektir. Gereç ve Yöntem: THIO'nun hücre canlılığı üzerine etkileri her iki hücre hattında MTT testi kullanılarak değerlendirildi. Oksidatif DNA hasar seviyeleri 8-OHdG kiti ile ölçülürken, apoptoz seviyeleri Caspase 3 ELISA kiti ile belirlendi. DNA hasar yanıt genlerinin (BRCA-1, DNAPKC, FOXM1, RAD5, MRE11, ve XRCC1) ekspresyon düzeyleri RT-PCR yöntemiyle analiz edildi. Bulgular: THIO’nun, MDA-MB-231 hücrelerinde HUVEC hücrelerine kıyasla daha belirgin sitotoksik etki gösterdiği gözlendi. HUVEC hücrelerinde THIO, oksidatif DNA hasarında anlamlı bir artışa neden olurken, MDA-MB-231 hücrelerinde bu tür bir etki gözlenmedi. Buna karşın, meme kanseri hücrelerinde Caspase 3 seviyelerinde belirgin bir artış saptandı. RT-PCR analizleri, DNA hasar yanıt genlerinin, özellikle BRCA-1, DNAPKC, MRE11, FOXM1, ve XRCC1’in ekspresyonunda her iki hücre hattında anlamlı bir düşüş olduğunu gösterdi. Sonuç: THIO, FoxM1 ekspresyonunu inhibe ederek DNA hasar yanıt genlerinin ekspresyonunu baskılamaktadır. Bu durum, THIO’nun DNA onarım yollarını bozarak meme kanseri hücrelerinin tedaviye duyarlılığını artırma potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir. Kemoterapi direncinin aşılmasına katkı sağlayabilecek bu bulguların doğrulanması ve THIO’nun terapötik kullanımının araştırılması için ileri çalışmalara ihtiyaç vardır.