Abstract The discovery that androgens play an important role in the progression of prostate cancer (PCa) has led to the development of androgen deprivation therapy as a first line of treatment against PCa. However, paradoxical growth inhibition has been observed, both experimentally and clinically, in a subset of PCa upon administration of supraphysiological levels of testosterone (SupraT). Here we report that SupraT activates cytoplasmic nucleic acid sensors and induces growth inhibition of SupraT-sensitive PCa cells. This is initiated by induction of two parallel autophagy-mediated processes, namely, ferritinophagy and nucleophagy. Consequently, autophagosomal DNA activates nucleic acid sensors that converge on NF-kappaB to drive immune signaling pathways. Chemokines and cytokines secreted by the tumor cells in response to SupraT results in increased migration of cytotoxic immune cells to tumor beds of animal xenografts and patient tumors. Collectively, our findings indicate that SupraT may inhibit a subset of PCa by activating nucleic acid sensors and downstream immune signaling.

Abstract Among the known nuclear exportins, CRM1 is the most studied prototype. Dysregulation of CRM1 occurs in many cancers, hence, understanding the role of CRM1 in cancer can help in developing synergistic therapeutics. The study investigates how CRM1 affects prostate cancer growth and survival. It examines the role of CRM1 in regulating androgen receptor (AR) and DNA repair in prostate cancer. Our findings reveal that CRM1 influences AR mRNA and protein stability, leading to a loss of AR protein upon CRM1 inhibition. Furthermore, it highlights the involvement of HSP90 alpha, a known AR chaperone, in the CRM1-dependent regulation of AR protein stability. The combination of CRM1 inhibition with an HSP90 inhibitor demonstrates potent effects on decreasing prostate cancer cell growth and survival. The study further explores the influence of CRM1 on DNA repair proteins and proposes a strategy of combining CRM1 inhibitors with DNA repair pathway inhibitors to decrease prostate cancer growth. Overall, the findings suggest that CRM1 plays a crucial role in prostate cancer growth, and a combination of inhibitors targeting CRM1 and DNA repair pathways could be a promising therapeutic strategy.

During cell culture, trypsin, a serine protease, is applied to cells for 5-10 minutes to separate them from each other and from the underlying substratum so that they can be transferred to a different vessel, for re-plating, after growth medium containing 10 % serum has been added to the cells, in a well-known technique known as passaging. The serum in the growth medium contains alpha-1 antitrypsin, which is a potent inhibitor of trypsin, elastase and other serine proteases. Although what is used is bovine serum in which levels of proteins could be different from levels seen in humans, normal human serum contains A1AT (> 1 mg/ml; > ~18 micromolar) as well as trypsin itself (< 460 ng/ml, or ~0.02 micromolar), with the former in a ~900-fold molar excess over the latter. Thus, it may be assumed there is also enough A1AT in the bovine serum added during passaging, to neutralize the trypsin (~100 micromolar) present in the small volume of trypsin-EDTA solution used to separate cells. What are the consequences of not adding serum, when growth medium is added, or of maintaining cells for a few tens of hours in the presence of trypsin, in a serum-free growth medium? What does such sustained exposure to trypsin during cell culture do to cells? More generally, what are the responses of cells within an organism to the balance of trypsin and A1AT in the serum that bathes them constantly? We know that excesses and deficiencies in the levels of either trypsin or A1AT are associated with disease. We know that cellular metabolism can be influenced through signaling involving protease activated membrane GPCR receptors (PAR1-4). In particular, we know of a receptor called PAR2, which is specifically activated by trypsin, expressed by cells at baseline levels, and upregulated through some feedback involving trypsin-activation. We also know that cells at sites of injury or inflammation produce and secrete trypsin, and that this trypsin can act locally upon cells in a variety of ways, all of which have probably not yet been elucidated. Here, we show that sustained exposure to trypsin induces cells to de-differentiate into a stem-like state. We show that if serum is either not added at all, or added and then washed away (after confluency is attained), during cell culture, all cells exposed to exogenously-added trypsin undergo changes in morphology, transcriptome, secretome, and developmental potential, and transition into a state of stemness, in minimal essential medium (MEM). Regardless of their origins, i.e., independent of whether they are derived from primary cultures, cell lines or cancer cell lines, and regardless of the original cell type used, exposure to trypsin (~10 micromolar; ~250 micrograms/ml) at a concentration 10-fold lower than that used to separate cells during passaging (~100 micromolar), over a period of 24-48 hours, causes cells to (1) become rounded, (2) cluster together, (3) get arrested in the G0/G1 stage of the cell cycle, (4) display increased presence of 5-hydroxymethyl cytosine in their nuclei (indicative of reprogramming), (5) display increased levels of activated PAR2 membrane receptor, (6) become capable of very efficient efflux of drug-mimicking dyes, (7) express factors and/or markers known to be associated with induction and/or attainment of stemness, with predominant expression of Sox-2 within cell nuclei; (8) display overall transcriptomic (RNASEQ) profiles characteristic of stemness; (9) secrete stemness-associated factors such as bFGF, and IL-1 beta, into the medium, in quantities sufficient to support autocrine function (in certain cases); and (10) display increased conversion of pro-MMPs into activated MMPs in the secretome. Notably, (11) inclusion of differentiating and/or transdifferentiating factors in the environment of such cells causes them to express markers associated with ectodermal, endodermal and mesodermal cell lineages and/or transdifferentiate into specific cell types, e.g., adipocytes or osteocytes. Most intriguingly of all, (12) the attained stemness appears to be reversible, i.e., withdrawal of trypsin from the medium prior to addition of any differentiating factors restores cells to their original morphology, also over a period of 24-48 hours. Further, (13) a known PAR2 agonist, and a known PAR2 antagonist, respectively, appear to mimic effects of trypsin addition and withdrawal/inhibition. In addition, (14) in experiments with a particular cancer characterized by high levels of stemness (TNBC; triple negative breast cancer), tissues of all TNBC patients express high levels of the PAR2 receptor, as do cells from a known TNBC-derived cell line. We propose that through their effects on PAR levels, and PAR activation status, the balance of trypsin and A1AT levels in organisms normally regulates cellular potential for differentiation, de-differentiation or transdifferentiation, in a local manner, with the default status being that A1AT inhibits trypsin and keeps cells differentiated, whereas sustained trypsin signaling at sites of injury through local production of trypsin helps to place cells into an intermediate state of stemness from which they can either return to their original differentiated state(s), or undergo factor-dependent differentiation, or transdifferentiation, into specific cell types or lineages. It is also possible that reduction in A1AT promotes regeneration. We present a core (RNASEQ-derived) signature for trypsin-induced stemness in human corneal fibroblasts (HCFs) and cells from a retinal pigment epithelial cell line (ARPE-19), noting that there are commonalities as well as differences between them, which suggests that this core signature will be amended with RNASEQ studies of more trypsin-exposed cell types. Our findings offer a possible explanation for the recent unexplained increase in the preference for serum-free protocols used for induction and maintenance of stemness involving iPSCs and mesenchymal stem cells. Also, our studies suggest a new approach to understanding and exploiting how organisms might use stemness, in adults. Trypsin-dominated serine protease induced reprogramming (SPIR) might offer a more natural, and suitably softer, method of reprogramming of cellular developmental potential for local regenerative requirements in animal tissues.

ABSTRACT Benzyl isothiocyanate (BITC), an organic dietary compound, is allied with a major role in the potential chemopreventive effects. BITC has acknowledged rising attention as a therapeutic compound to be used in medicine because of its high potency and characteristic biopharmaceutical properties, like high permeability with marginal aqueous solubility. The highly volatile and hydrophobic nature brought a need to provide a suitable delivery-matrix to BITC to exploit its pharmacological potential to the fullest. It has been successfully incorporated in β-CD and HP-β-CD using acoustic forces and thoroughly characterized using UV-vis spectroscopy, FTIR, DSC, TEM, and SAXS. The complexation helped in masking the acute odour, achieving a controlled release of BITC, and made its use viable by prolonging the retention time and thereby sustaining the biological effects. Different models like Higuchi, first-order kinetic decay, Korsmeyer-Peppas model were applied, suggesting a diffusion-controlled mechanism of release. Also, the bioaccessibility and stability of BITC in an in vitro digestion model was evaluated. The main objective of the present work was to systemically study the credibility of BITC-CD complexes in well-established tumor mimicking 2D cell culture models and produce a conclusive report on its chemotherapeutic activity. The in vitro anti-cancer activity of BITC and the formed sonochemical complexes was confirmed by MTT assay and further evaluated using apoptosis assay and production of ROS like moieties. Cell cycle analysis was done to evaluate the growth inhibitory mechanism of BITC. Strikingly, BITC and its complexes showcased ROS generation and lysosome-mediated cell death. Effect on cell migration was assessed using wound healing assay. The results promptly suggest the functional efficacy of the CDs in releasing BITC and attest the ability of the complexes to provide alternate to otherwise remedially sparse triple-negative breast cancer.

Lysine-specific demethylase 1 (LSD1 or KDM1A) has emerged as a critical mediator of tumor progression in metastatic castration-resistant prostate cancer (mCRPC). Among mCRPC subtypes, neuroendocrine prostate cancer (NEPC) is an exceptionally aggressive variant driven by lineage plasticity, an adaptive resistance mechanism to androgen receptor axis-targeted therapies. Our study shows that LSD1 expression is elevated in NEPC and associated with unfavorable clinical outcomes. Using genetic approaches, we validated the on-target effects of LSD1 inhibition across various models. We investigated the therapeutic potential of bomedemstat, an orally bioavailable, irreversible LSD1 inhibitor with low nanomolar potency. Our findings demonstrate potent antitumor activity against CRPC models, including tumor regressions in NEPC patient-derived xenografts. Mechanistically, our study uncovers that LSD1 inhibition suppresses the neuronal transcriptional program by downregulating ASCL1 through disrupting LSD1:INSM1 interactions and de-repressing YAP1 silencing. Our data support the clinical development of LSD1 inhibitors for treating CRPC, especially the aggressive NE phenotype.