The Trp53 gene family member Trp73 encodes two major groups of protein isoforms, TAp73 and ΔNp73, with opposing pro- and anti-apoptotic functions; consequently, their relative ratio regulates cell fate. However, the precise roles of p73 isoforms in cellular events such as tumor initiation, embryonic development, and cell death remain unclear. To determine which aspects of p73 function are attributable to the TAp73 isoforms, we generated and characterized mice in which exons encoding the TAp73 isoforms were specifically deleted to create a TAp73-deficient (TAp73 −/− ) mouse. Here we show that mice specifically lacking in TAp73 isoforms develop a phenotype intermediate between the phenotypes of Trp73 −/− and Trp53 −/− mice with respect to incidence of spontaneous and carcinogen-induced tumors, infertility, and aging, as well as hippocampal dysgenesis. In addition, cells from TAp73 −/− mice exhibit genomic instability associated with enhanced aneuploidy, which may account for the increased incidence of spontaneous tumors observed in these mutants. Hence, TAp73 isoforms exert tumor-suppressive functions and indicate an emerging role for Trp73 in the maintenance of genomic stability.

SUMMARY Majority of cancers harbor alterations of the tumor suppressor TP53 . However, childhood cancers, including unfavorable neuroblastoma, often lack TP53 mutations despite frequent loss of p53 function, suggesting alternative p53 inactivating mechanisms. Here we show that p53-regulating PPM1D at chromosome 17q22.3 is linked to aggressive tumors and poor prognosis in neuroblastoma. We identified that WIP1-phosphatase encoded by PPM1D , is activated by frequent segmental 17q-gain further accumulated during clonal evolution, gene-amplifications, gene-fusions or gain-of-function somatic and germline mutations. Pharmacological and genetic manipulation established WIP1 as a druggable target in neuroblastoma. Genome-scale CRISPR-Cas9 screening demonstrated PPM1D genetic dependency in TP53 wild-type neuroblastoma cell lines, and shRNA PPM1D knockdown significantly delayed in vivo tumor formation. Establishing a transgenic mouse model overexpressing PPM1D showed that these mice develop cancers phenotypically and genetically similar to tumors arising in mice with dysfunctional p53 when subjected to low-dose irradiation. Tumors include T-cell lymphomas harboring Notch1 -mutations, Pten -deletions and p53-accumulation, adenocarcinomas and PHOX2B- expressing neuroblastomas establishing PPM1D as a bona fide oncogene in wtTP53 cancer and childhood neuroblastoma. Pharmacological inhibition of WIP1 suppressed the growth of neural tumors in nude mice proposing WIP1 as a therapeutic target in neural childhood tumors.

Abstract Preservation of blood vessels integrity, which is critical for normal physiology and organ function, is controlled at multiple levels, including endothelial junctions. However, the mechanism that controls the adequate assembly of endothelial cell junctions is not fully defined. Here we uncover TAp73 transcription factor as a vascular architect that orchestrates transcriptional programs involved in cell junction establishment and developmental blood vessel morphogenesis and identify Angiomotin (AMOT) as a TAp73 direct transcriptional target. Knockdown of p73 in endothelial cells not only results in decreased Angiomotin expression and localization at intercellular junctions, but also affects its downstream function regarding Yes-Associated Protein (YAP) cytoplasmic sequestration upon cell-cell contact. Analysis of adherens junctional morphology after p73-knockdown in human endothelial cells revealed striking alterations, particularly a sharp increase in serrated junctions and actin bundles appearing as stress fibers, both features associated with enhanced barrier permeability. In turn, stabilization of Angiomotin levels rescued those junctional defects, confirming that TAp73 controls endothelial junction dynamics, at least in part, through the regulation of Angiomotin. The observed defects in monolayer integrity were linked to hyperpermeability and reduced transendothelial electric resistance. Moreover, p73-knockout retinas showed a defective sprout morphology coupled to hemorrhages, highlighting the physiological relevance of p73 regulation in the maintenance of vessel integrity in vivo . We propose a new model in which TAp73 acts as a vascular architect integrating transcriptional programs that will impinge with Angiomotin/YAP signaling to maintain junctional dynamics and integrity, whilst balancing endothelial cell rearrangements in angiogenic vessels.

Abstract Medulloblastoma (MB) is one of the most common malignant brain tumors in children. Current preclinical in vivo model systems for MB have increased our understanding of molecular mechanisms regulating MB development; however, they may not be suitable for high-throughput screening efforts. We demonstrate here that transplantation of seven different MB cell lines or patient-derived cells into the blastula stage of zebrafish embryos leads to orthotopic tumor cell growth that can be observed within 24 hours after transplantation. Importantly, the homing of transplanted cells to the hindbrain region and the aggressiveness of tumor growth are enhanced by pre-culturing cells in a neural stem cell-like medium. The change in culture conditions rewires the transcriptome towards a more migratory and neuronal progenitor phenotype, including the expression of guidance molecules SEMA3A and EFNB1, both of which correlate with lower overall survival in MB patients. Furthermore, we highlight that the orthotopic zebrafish MB xenograft model has the potential to be used for high-throughput drug screening. Key points Medulloblastoma cells home to the hindbrain region in developing zebrafish embryos. Neural stem cell culture conditions improve the homing capacity of MB tumor cells. Medulloblastoma-transplanted zebrafish embryos can be used as a high-throughput in vivo model for drug screening. Importance of the Study One of the challenges of accurately modeling medulloblastoma is the large heterogeneity in tumor characteristics. To accurately model this heterogeneous disease, patient-derived xenograft mouse models are currently the standard. However, such mouse models are labor intensive, time-consuming, and not suitable for high-throughput studies. Here, we describe a quick and straightforward zebrafish xenograft model that provides a promising alternative to these existing mouse models. We demonstrate that this model can be utilized to study tumor cell growth of several major medulloblastoma subgroups. More importantly, our model facilitates high-throughput drug testing, providing a scalable opportunity for in vivo drug screenings that will support the discovery of novel therapeutic compounds against medulloblastoma.

Background Medulloblastoma (MB) is one of the most common malignant brain tumors in children. Current treatments have increased overall survival but can lead to devastating side effects and late complications in survivors, emphasizing the need for new, improved targeted therapies that specifically eliminate tumor cells while sparing the normally developing brain. Methods Here, we used a SHH-MB model based on a patient-derived neuroepithelial stem cell system for an unbiased high-throughput screen with a library of 172 compounds with known targets. Compounds were evaluated in both healthy neural stem cells and tumor cells derived from the same patient. Based on the difference of cell viability and drug sensitivity score between normal cells and tumor cells, hit compounds were selected and further validated in vitro and in vivo. Results We identified PF4708671 (S6K1 inhibitor) as a potential agent that selectively targets Sonic Hedgehog (SHH) driven MB tumor cells while sparing neural stem cells and differentiated neurons. Subsequent validation studies confirmed that PF4708671 inhibited the growth of SHH-MB tumor cells both in vitro and in vivo, and that knockdown of S6K1 resulted in reduced tumor formation. Conclusion Overall, our results suggest that inhibition of S6K1 specifically affects tumor growth, whereas it has less effect on non-tumor cells. Our data also show that the NES cell platform can be used to identify potentially effective new therapies and targets for SHH-MB.

Abstract Background Medulloblastoma (MB) is one of the most common malignant brain tumors in children. Current treatments have increased overall survival but can lead to devastating side effects and late complications in survivors, emphasizing the need for new, improved targeted therapies that specifically eliminate tumor cells while sparing the normally developing brain. Methods Here, we used a SHH-MB model based on a patient-derived neuroepithelial stem (NES) cell system for an unbiased high-throughput screen with a library of 172 compounds with known targets. Compounds were evaluated in both healthy neural stem cells and tumor cells derived from the same patient. Based on the difference of cell viability and drug sensitivity score between normal cells and tumor cells, hit compounds were selected and further validated in vitro and in vivo. Results We identified PF4708671 (S6K1 inhibitor) as a potential agent that selectively targets Sonic Hedgehog (SHH) driven MB tumor cells while sparing neural stem cells and differentiated neurons. Subsequent validation studies confirmed that PF4708671 inhibited the growth of SHH-MB tumor cells both in vitro and in vivo, and that knockdown of S6K1 resulted in reduced tumor formation. Conclusions Overall, our results suggest that inhibition of S6K1 specifically affects tumor growth, whereas it has less effect on non-tumor cells. Our data also show that the NES cell platform can be used to identify potentially effective new therapies and targets for SHH-MB.

Abstract Restoration of the p53 tumor suppressor for personalised cancer therapy is a promising strategy. However, high-affinity MDM2 inhibitors have shown substantial side effects in clinical trials. Thus, elucidation of the molecular mechanisms of action of p53 reactivating molecules with alternative functional principle is of the utmost importance. Here, we report a discovery of a novel allosteric mechanism of p53 reactivation through targeting the p53 N-terminus which blocks both p53/MDM2 and p53/MDM4 interactions. Using biochemical assays and molecular docking, we identified the binding site of two p53 reactivating molecules, RITA and protoporphyrin IX (PpIX). Ion-mobility mass spectrometry revealed that the binding of RITA to serine 33 and serine 37 is responsible for inducing the allosteric shift in p53, which shields the MDM2 binding residues of p53 and prevents its interactions with MDM2 and MDM4. Our results point to an alternative mechanism of blocking p53 interaction with MDM2 and MDM4 and may pave the way for the development of novel allosteric inhibitors of p53/MDM2 and p53/MDM4 interactions. Contribution to the field Given the immense importance of the p53 tumor suppressor for cancer, efforts have been made to identify p53 activators, which sterically inhibit MDM2. Because high-affinity MDM2 inhibitors are facing problems with considerable side effects, other approaches are needed to reactivate p53 for improved cancer therapy. The allosteric mechanism of action of p53 activator RITA, which we discovered, and its dependence on the oncogenic switch, is an unexpected turn in the p53 story. Our findings provide a basis for the development of p53 activators with a similar mode of functioning, either through the classical drug discovery route or through the drug repurposing approach. Allosteric modulators might have great potential as single agents, or in combination with the standard of care. Further, p53 modulators could serve as invaluable tools to better understand its biology.