Mięsak ewinga
Patofizjologia i mechanizm
Mięsak Ewinga to agresywny nowotwór kości i tkanek miękkich, występujący głównie u dzieci i młodych dorosłych, charakteryzujący się specyficznymi translokacjami chromosomowymi, przede wszystkim t(11;22)(q24;q12), prowadzącymi do powstania genu fuzyjnego EWSR1-FLI1. Białko fuzyjne EWS-FLI1 działa jako nieprawidłowy czynnik transkrypcyjny, który masowo dereguluje ekspresję genów zaangażowanych w proliferację, transformację nowotworową i wzrost guza, m.in. poprzez wiązanie mikrosatelitarnych sekwencji GGAA oraz modulację epigenetyczną (acetylacja histonów H3K27, zmniejszenie metylacji DNA). EWS-FLI1 aktywuje geny takie jak NKX2.2, GLI1, NR0B1 oraz geny pluripotencji (OCT4, SOX2, NANOG), a jednocześnie represjonuje geny proapoptotyczne (IGFBP3, CDKN1C, CDKN1A). Kluczowe szlaki sygnałowe w patogenezie obejmują IGF-1R, Wnt/beta-kateninę oraz mechanizmy odpowiedzi na hipoksję (HIF-1α). Autofagia, regulowana m.in. przez ATG4B, oraz angiogeneza zależna od kaweoliny-1 i EphA2, również odgrywają istotną rolę w progresji choroby. Pochodzenie komórkowe mięsaka Ewinga pozostaje niejasne, z hipotezami dotyczącymi komórek macierzystych grzebienia nerwowego lub mezenchymalnych komórek macierzystych szpiku kostnego.
- Mechanizm patogenezy mięsaka Ewinga
- Translokacje chromosomowe i geny fuzyjne
- Funkcja białka fuzyjnego EWS-FLI1
- Mechanizm działania EWS-FLI1 na poziomie molekularnym
- Regulacja epigenetyczna w mięsaku Ewinga
- Geny docelowe regulowane przez EWS-FLI1
- Szlaki sygnałowe w patogenezie mięsaka Ewinga
- Autofagia w patogenezie mięsaka Ewinga
- Angiogeneza w patogenezie mięsaka Ewinga
- Komórka pochodzenia mięsaka Ewinga
- Czynniki genetyczne i molekularne w progresji mięsaka Ewinga
- Mikrośrodowisko guza w mięsaku Ewinga
- Implikacje terapeutyczne
- Podsumowanie i perspektywy badawcze
Mechanizm patogenezy mięsaka Ewinga
Mięsak Ewinga to wysoce złośliwy nowotwór kości i tkanek miękkich, który występuje głównie u dzieci i młodych dorosłych. Jest to drugi najczęstszy nowotwór złośliwy kości u dzieci, charakteryzujący się specyficznymi zmianami genetycznymi, które leżą u podstaw jego patogenezy.12 Pomimo stosowania intensywnego, wielomodalnego leczenia, długoterminowe rokowanie dla pacjentów z mięsakiem Ewinga, zwłaszcza z chorobą przerzutową, pozostaje niekorzystne.3
Translokacje chromosomowe i geny fuzyjne
Cechą charakterystyczną mięsaka Ewinga jest obecność specyficznych translokacji chromosomowych, które prowadzą do powstania genów fuzyjnych kodujących nieprawidłowe czynniki transkrypcyjne. Najczęstszą translokacją, występującą w około 85-95% przypadków, jest t(11;22)(q24;q12), która prowadzi do fuzji genu EWSR1 (Ewing Sarcoma Breakpoint Region 1) na chromosomie 22 z genem FLI1 (Friend Leukemia Virus Integration Site 1) na chromosomie 11.145
Druga pod względem częstości występowania translokacja, t(21;22)(q22;q12), występuje w około 10-15% przypadków i prowadzi do fuzji genu EWSR1 z genem ERG (ETS-Related Gene) na chromosomie 21.67 W literaturze opisano również rzadsze translokacje, takie jak t(7;22)(p22;q12), t(17;22)(q21;q12) i t(2;22)(q33;q12), gdzie gen EWSR1 ulega fuzji z innymi członkami rodziny genów ETS: ETV1, E1AF i FEV.6
Funkcja białka fuzyjnego EWS-FLI1
Powstałe w wyniku translokacji geny fuzyjne kodują białka chimeryczne, które pełnią funkcję nieprawidłowych czynników transkrypcyjnych. Białko fuzyjne EWS-FLI1, będące produktem najczęstszej translokacji, odgrywa kluczową rolę w patogenezie mięsaka Ewinga.2 Region N-końcowy białka EWS dostarcza silną domenę transaktywacyjną, podczas gdy domenę wiążącą DNA zapewnia białko FLI1.8 Promotor genu EWSR1 jest aktywowany we wszystkich typach komórek, co prowadzi do wysokiego poziomu ekspresji genów fuzyjnych, w przeciwieństwie do ściśle regulowanej i ograniczonej ekspresji natywnego genu FLI1.2
Białko EWS-FLI1 funkcjonuje głównie jako czynnik transkrypcyjny, który reguluje ekspresję genów.2 Powoduje ono masową deregulację ekspresji białek poprzez transkrypcyjną indukcję lub represję specyficznych genów docelowych, z których wiele jest zaangażowanych w proces onkogenezy, w tym proliferację komórek, transformację nowotworową i wzrost guza in vivo.910
Mechanizm działania EWS-FLI1 na poziomie molekularnym
EWS-FLI1 wiąże się do DNA na całym genomie, wpływając na ekspresję wielu genów. Jednym z mechanizmów działania tego białka jest wykorzystanie mikrosatelitarnych sekwencji GGAA jako elementów odpowiedzi na EWS-FLI1.11 Białko to wiąże się również do bardziej konwencjonalnych, niepowtarzalnych motywów ETS, a miejsca te są związane z represją lub aktywacją transkrypcji.11
EWS-FLI1 ma właściwości przejścia fazowego, które pozwalają mu na przejście do fazy podobnej do cieczy, oddzielonej przez przedziały składające się z organelli pozbawionych błon. Ta właściwość przejścia fazowego umożliwia białku fuzyjnemu dostęp i aktywację regionów mikrosatelitarnych genomu, które w przeciwnym razie byłyby niedostępne.12 Białko fuzyjne może przekształcać zwykle wyciszone regiony chromatyny w w pełni aktywne wzmacniacze, prowadząc do onkogenezy komórek.12
Regulacja epigenetyczna w mięsaku Ewinga
Białko fuzyjne EWS-FLI1 powoduje również zmienną ekspresję genomu poprzez mechanizmy epigenetyczne.12 EWS-FLI1 promuje acetylację histonów, co prowadzi do rozluźnienia DNA (który jest zwykle ściśle zwinięty wokół histonów). To rozluźnienie chromatyny sprawia, że DNA jest bardziej dostępny dla czynników transkrypcyjnych, co zwiększa ekspresję powiązanych genów.13
Ponadto, EWS-FLI1 zmniejsza metylację DNA (która występuje głównie w obszarach odpowiadających wzmacniaczom transkrypcji), co prowadzi do zwiększonej ekspresji genów.13 Badania wykazały, że szeroko zakrojone przeprogramowanie epigenetyczne regionów regulatorowych genów jest indukowane przez EWS-FLI1.14
W mięsaku Ewinga, hamowanie EWS-FLI1 prowadzi do szerokich zmian epigenetycznych w promotorach, wzmacniaczach i super-wzmacniaczach; acetylacja histonu H3K27 jest najbardziej dotkniętym znacznikiem.15 Wiedza na temat dokładnych mechanizmów dysregulacji epigenetycznej może dostarczyć nowych możliwości terapeutycznych.14
Geny docelowe regulowane przez EWS-FLI1
EWS-FLI1 reguluje ekspresję wielu genów, które są niezbędne do rozwoju mięsaka Ewinga.16 Wśród genów docelowych aktywowanych przez EWS-FLI1 znajdują się:
- NKX2.2 – czynnik transkrypcyjny z domeną wiążącą DNA typu homeodomenowego, który pełni funkcję represora transkrypcyjnego.17
- GLI1 – bezpośrednio wiązany i aktywowany przez EWS-FLI1, który z kolei aktywuje NKX2.2.1118
- NR0B1 – gen docelowy EWS-FLI1, którego funkcja w mięsaku Ewinga nie jest dobrze poznana, ale obecne dane sugerują, że może być koregulatorerm ekspresji genów.11
- Geny pluripotencji komórek macierzystych: OCT4, SOX2 i NANOG.19
- Represor polycomb EZH2.19
- ATG4B – gen, który pozytywnie reguluje autofagię w komórkach mięsaka Ewinga.1020
EWS-FLI1 ma tendencję do aktywacji genów zaangażowanych w różnicowanie komórkowe, proliferację i przeżycie, takich jak IGF1, NKX2, TOPK, SOX2 i EZH2. Z drugiej strony, ma tendencję do dezaktywacji genów zaangażowanych w apoptozę i cykl komórkowy, w tym IGFBP3, CDKN1C, CDKN1A i TGFB2.21
Szlaki sygnałowe w patogenezie mięsaka Ewinga
Szlak IGF-1R (receptor insulinopodobnego czynnika wzrostu 1) odgrywa istotną rolę w patogenezie mięsaka Ewinga. Nadekspresja IGF-1 i IGF-1R w liniach komórkowych guza przyczynia się do rozwoju nowotworu.22 Antagoniści IGF-1R wykazali skuteczność w badaniach klinicznych fazy I/II w mięsaku Ewinga.23
Szlak Wnt/beta-katenina odgrywa krytyczną rolę w onkogenezie licznych nowotworów, a wcześniejsze badania sugerują rolę tego szlaku w mięsaku Ewinga. Pacjenci, których guzy mają jądrową beta-kateninę lub wysoką ekspresję docelowego genu szlaku Wnt/beta-katenina, LEF1, doświadczali gorszych wyników klinicznych i krótszego całkowitego przeżycia. Sekwencjonowanie RNA ujawniło, że Wnt/beta-katenina paradoksalnie hamuje aktywność transkrypcyjną EWS-ETS, powodując zmianę fenotypową z proliferacyjnego na migracyjny i przerzutowy in vitro i in vivo.24
Hipoksja i czynniki indukowane hipoksją (HIF) odgrywają ważną rolę w patofizjologii mięsaka Ewinga. Hipoksja rozwija się podczas wzrostu guzów litych i wpływa na aktywność nowotworu na wiele sposobów. Niskie napięcie tlenu jest również obecne w mikrośrodowisku kości, gdzie najczęściej powstaje mięsak Ewinga. Czynnik indukowany hipoksją 1 podjednostka alfa (HIF-1-α) jest głównym molekularnym mediatorem odpowiedzi hipoksycznej w nowotworach. Wykazano interakcję między HIF-1-α a EWSR1::FLI1 w mięsaku Ewinga.25
Autofagia w patogenezie mięsaka Ewinga
Autofagia, zachowawczy i kataboliczny mechanizm w warunkach normalnych i patologicznych, odgrywa kontrowersyjną rolę w mięsaku Ewinga. Z jednej strony, może działać jako mechanizm przeżycia dla komórek nowotworowych, a z drugiej – może prowadzić do śmierci komórkowej.9
Wykazano, że białko chimeryczne EWS-FLI1 wyzwala autofagię w linii komórkowej mięsaka Ewinga NIH3T3.9 Ponadto, EWS-FLI1 zależna autofagia hamowała apoptotyczną śmierć komórek, co potwierdzono poprzez redukcję PUMA i cytoplazmatycznego cytochromu-c, dwóch głównych regulatorów pro-apoptotycznych.26
EWS-FLI1 pozytywnie reguluje autofagię poprzez zwiększenie ekspresji ATG4B w komórkach mięsaka Ewinga. Nadekspresja ATG4B znacząco promowała autofagię w komórkach ES, a wyciszenie ATG4B wyraźnie hamowało progresję autofagii.20
Angiogeneza w patogenezie mięsaka Ewinga
Angiogeneza jest kluczowym procesem w rozwoju, proliferacji i migracji guzów litych. Komórki nowotworowe potrzebują nowych naczyń krwionośnych, które dostarczają dodatkowy tlen i składniki odżywcze niezbędne do szybkiego wzrostu.27
Badania wykazały, że kaweolina-1 (Caveolin-1) odgrywa rolę w angiogenezie w mięsaku Ewinga. Kaweolina-1 uczestniczy w tworzeniu nowych naczyń krwionośnych wokół guza, ułatwiając wzrost i proliferację. Brak kaweoliny-1 hamuje angiogenezę.2728
Badania opisują, jak kaweolina-1 oddziałuje z innym białkiem o nazwie EphA2, aktywując szlak sygnałowy, który indukuje angiogenezę, a dokładniej migrację komórek, które mają tworzyć naczynia do guza. Indukowana przez EphA2 angiogeneza w komórkach mięsaka Ewinga działa poprzez produkcję bGFG i jest zależna od kaweoliny-1.28
Komórka pochodzenia mięsaka Ewinga
Pochodzenie komórkowe mięsaka Ewinga pozostaje niejasne. Istnieją trzy potencjalne hipotezy: komórki macierzyste grzebienia nerwowego, embrionalne progenitory osteochondrogenne lub mezenchymalne komórki macierzyste (MSC).29 Badania sugerują, że mięsak Ewinga może powstawać z jakiegoś rodzaju mezenchymalnych komórek macierzystych ze szpiku kostnego lub grzebienia nerwowego (jako przejściowej struktury powstającej podczas rozwoju płodu).30
Zgodnie z tą hipotezą, hamowanie ekspresji EWS-FLI1 w liniach komórkowych mięsaka Ewinga, poprzez zastosowanie interferencji RNA (RNAi), indukuje wzór ekspresji genów podobny do obserwowanego w MSC.19 Ponadto, Tirode i wsp. wykazali, że wyciszenie EWS-FLI1 w różnych liniach komórkowych mięsaka Ewinga skutkowało różnicowaniem komórek mięsaka w kierunku linii mezenchymalnych, a w szczególności w kierunku linii adipogennych i osteogennych.31
Czynniki genetyczne i molekularne w progresji mięsaka Ewinga
Mimo że translokacja EWS-FLI1 odgrywa kluczową rolę w inicjacji mięsaka Ewinga, sama fuzja EWS-FLI1 nie jest wystarczająca do transformacji komórek ludzkich in vitro, co sugeruje, że dodatkowe mutacje lub inne czynniki mogą przyczyniać się do powstawania mięsaka Ewinga.32
Wśród dodatkowych aberracji genetycznych obserwowanych w mięsaku Ewinga wymienia się:
- Mutacje genu p53, które obok translokacji t(11;22) mogą przyczynić się do progresji choroby.4
- Nadekspresję antygenu proliferacji komórkowej Ki-67.4
- Nadekspresję HER-2/neu.4
- Zmiany w regulacji transkrypcji indukowanej uszkodzeniem, akumulację struktur typu R-loop i zwiększony stres replikacyjny.3334
- Upośledzenie rekombinacji homologicznej w mięsaku Ewinga z powodu wzbogaconej interakcji między BRCA1 a wydłużającą się maszynerią transkrypcyjną.34
Mikrośrodowisko guza w mięsaku Ewinga
Dwustronny dialog ustanowiony między komórkami nowotworowymi a ich sąsiadami jest centralnym aspektem rozwoju mięsaka kostnego. Różne sposoby komunikacji obejmują czynniki rozpuszczalne (np. chemokiny, cytokiny), bezpośrednie interakcje komórkowe i pęcherzyki pozakomórkowe.29
Połączenia szczelinowe są wyraźnie zaangażowane w rozwój guza, a utrata ekspresji koneksyny 43 w komórkach mięsaka Ewinga sprzyja rozwojowi pierwotnego wzrostu guza.29
Makrofagi odgrywają kluczową rolę w regulacji rozwoju mięsaka kostnego w zależności od ich liczby i fenotypu M1/M2.29 Komórki mięsaka Ewinga mogą również generować subpopulacje komórek guza, które same przebudowują macierz pozakomórkową (ECM) w sposób podobny do fibroblastów związanych z nowotworem (CAF).35
Implikacje terapeutyczne
Zrozumienie molekularnych podstaw patogenezy mięsaka Ewinga stwarza możliwości rozwoju nowych strategii terapeutycznych. Ponieważ EWS-FLI1 odgrywa kluczową rolę w powstawaniu i podtrzymywaniu mięsaka Ewinga, jest idealnym celem terapeutycznym.3637
Celowanie w EWS-FLI1 może być osiągnięte poprzez zmniejszenie ekspresji EWS-FLI1 poprzez upośledzenie transkrypcji, zmniejszenie aktywności EWS-FLI1 poprzez celowanie w modulatory transkrypcyjne, do których wiąże się EWS-FLI1, lub poprzez celowanie w geny, których ekspresja jest deregulowana przez ekspresję EWS-FLI1.37
Na podstawie danych in vitro i badań na zwierzętach, leczenie z wykorzystaniem antysensownych RNA i oligonukleotydów cDNA skierowanych na wyciszanie chimery EWS-FLI, która występuje w większości przypadków mięsaka Ewinga, może mieć potencjalne znaczenie terapeutyczne. Jednak problemy z dostarczaniem leków i degradacją mogą ograniczać to podejście terapeutyczne.38
Interakcje białko-białko mogą być celowane poprzez hamowanie helikazy RNA A, która wiąże się z EWS/FLI jako część kompleksu transkrypcyjnego.38 EWS-FLI1 oddziałuje z PARP1, napędzając ekspresję PARP1, która z kolei promuje aktywację transkrypcyjną przez EWS-FLI1. Hamowanie PARP w mięsaku Ewinga zakłóca interakcję między EWS-FLI1 a PARP1 i upośledza naprawę DNA.39
Indukcja liganda indukującego apoptozę związanego z czynnikiem martwicy nowotworu (TRAIL) przy użyciu interferonu była stosowana w modelach przedklinicznych. Interferony mogą być włączone do przyszłych paradygmatów leczenia chemioterapeutycznego.38
Inhibitory deacetylazy histonowej mogą przywrócić receptor II TGF-β, umożliwiając sygnalizację TGF-β, która wydaje się hamować wzrost linii komórkowych mięsaka Ewinga in vitro.23
Immunoterapia z wykorzystaniem allogenicznych komórek naturalnych zabójców (NK) wykazuje aktywność w liniach komórkowych mięsaka Ewinga i modelach ksenograficznych.23
Antagoniści receptora IGF-1R wykazali skuteczność w badaniach klinicznych fazy I/II, choć przewidywanie odpowiedzi pozostaje wyzwaniem.23
Inhibitory kinazy CDK, takie jak flawopiridol, mogą być klinicznie skuteczne w nawrotowym mięsaku Ewinga.23
Inhibitory epigenetyczne, takie jak JQ1, który hamuje białka BET (czynniki wiążące się z acetylowanymi histonami), są wysoce toksyczne dla komórek mięsaka Ewinga in vitro i są szczególnie skuteczne w celowaniu w subpopulację komórek macierzystych raka (CSC). Mikroanalizy i dodatkowe analizy ujawniają, że JQ1 szybko odwraca zależną od EWS-FLI1 ekspresję genów, co wskazuje, że EWS-FLI1 wymaga białek BET do funkcjonowania.40
Podsumowanie i perspektywy badawcze
Mięsak Ewinga stanowi doskonały paradygmat do zrozumienia procesu tumorygenezy, ponieważ wykazuje pewne bardzo użyteczne i ważne cechy. Po pierwsze, prawie wszystkie przypadki mięsaka Ewinga zawierają translokację chromosomową (11;22)(q24;q12), która koduje onkoproteiny EWS/FLI.41 Cechy te sugerują, że EWS/FLI jest podstawową mutacją, która napędza rozwój tego guza.41
W ostatnich latach poczyniono duże postępy w zrozumieniu molekularnej patogenezy mięsaka Ewinga.22 Dane pokazały, w jaki sposób odbywa się molekularne stanowienie genetycznej podatności na tę chorobę, odkrywając interakcję EWS-FLI1 z niedawno odkrytymi loci podatności.3
Kontekst epigenetyczny, będący konsekwencją interakcji między onkoproteiną, typem komórki, stadium rozwojowym i mikrośrodowiskiem tkankowym, stał się dominującym tematem w dyskusji na temat molekularnej patogenezy i międzykomórkowej i wewnątrzkomórkowej heterogenności mięsaka Ewinga. Dysregulacja programów transkrypcyjnych przez EWS-ETS napędzane szerokie przeprogramowanie wzmacniaczy i deregulacja promotorów jest głównym czynnikiem kształtującym biologiczne i kliniczne cechy tej choroby.14
Przyszłe badania powinny skoncentrować się na głębszym zrozumieniu mechanizmów molekularnych leżących u podstaw patogenezy mięsaka Ewinga, co może prowadzić do opracowania nowych, bardziej skutecznych metod leczenia tego agresywnego nowotworu. Należy również skupić się na opracowaniu modeli choroby wiernie odtwarzających ludzką chorobę, co jest trudnym zadaniem.3
Obecne podejścia badawcze obejmują identyfikację bezpośrednich genów docelowych, które są aktywowane przez EWS-FLI1, co może informować ukierunkowane badania oparte na RNAi w celu określenia genów, które są najbardziej niezbędne do przeżycia i proliferacji komórek mięsaka Ewinga.11 Obiecującym podejściem do odkrywania celów terapeutycznych w mięsaku Ewinga jest identyfikacja genów docelowych EWS-FLI1 w szlakach, które kodują znane cele lekowe.11
Przyszłe leczenie mięsaka Ewinga prawdopodobnie zostanie ulepszone dzięki tym postępom naukowym, które mogą prowadzić do bardziej spersonalizowanych, ukierunkowanych terapii dla pacjentów z tym wysoce agresywnym nowotworem.23
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.
Materiały źródłowe
- #1 Ewing Sarcoma – StatPearls – NCBI Bookshelfhttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK559183/
Ewing sarcoma family tumors are characterized by non-random chromosomal translocations producing fusion genes that encode aberrant transcription factors. The t(11;22)(q24;q12) translocation is associated with 85% of tumors and leads to EWS-FLI-1 formation, whereas t(21;12)(22;12) and other less common translocations induced EWS-ERG fusion comprises the remaining 10% to 15% of cases. […] The cell of origin for Ewing sarcoma is not fully understood. Nonrandom gene rearrangements involving the EWS and the ETS (E26 transformation-specific or E-twenty-six) gene family distinguish Ewing sarcoma. The most frequent gene rearrangement is t(11;22)(q24;q12). A hybrid gene EWSFLI1 generated by the fusion of the EWS gene on 22q12 with the FLI1 gene on 11q24 occurs in greater than 80% of reported cases. The resulting EWS-FLI1 fusion protein acts as an aberrant transcription factor, which may play a role in the pathogenesis of Ewing sarcoma.
- #2 Molecular Pathogenesis of Ewing Sarcoma: New Therapeutic and Transcriptional Targetshttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3555146/
Ewing sarcoma is the prototypical member of this group of sarcomas; it was the first to be recognized pathologically as a singular entity and to have its signature translocation defined cytogenetically, which led to the identification of its key driver alteration, the EWS-FLI1 gene fusion that encodes this aberrant, chimeric transcription factor. […] EWS-ETS fusions, as the presumed initiating oncogenic event in Ewing sarcoma, are required for proliferation and tumorigenesis. […] The EWS amino-terminal domain provides a strong transactivation domain, and its promoter is ubiquitously activated, which leads to relatively unrestricted high-level expression of the resulting fusion genes, in contrast to the highly regulated and lineage-restricted expression of native FLI1. […] EWS-FLI1 functions primarily as a transcription factor to regulate gene expression.
- #3 The second European interdisciplinary Ewing sarcoma research summit â A joint effort to deconstructing the multiple layers of a complex disease | Oncotargethttps://www.oncotarget.com/article/6937/text/
Despite multimodal treatment, long term outcome for patients with Ewing sarcoma is still poor. […] Ewing sarcoma is characterized by a quiet genome with presence of an EWSR1-ETS gene rearrangement as the only and defining genetic aberration. […] Data were presented shedding light on the molecular underpinnings of genetic permissiveness to this disease uncovering interaction of EWS-FLI1 with recently discovered susceptibility loci. […] Epigenetic context as a consequence of the interaction between the oncoprotein, cell type, developmental stage, and tissue microenvironment emerged as dominant theme in the discussion of the molecular pathogenesis and inter- and intra-tumor heterogeneity of Ewing sarcoma, and the difficulty to generate animal models faithfully recapitulating the human disease.
- #4https://www.orthobullets.com/pathology/8047/ewings-sarcoma
Ewing’s Sarcoma is a malignant, distinctive small round cell sarcoma associated with a t(11:22) translocation which most commonly occurs in the diaphysis of long bones in patients 25 with regional pain, swelling and fevers. […] cell of origin in Ewing’s Sarcoma unknown, however, thought to be of neuroectodermal origin. […] t(11:22) translocation found in 85-95% of cases leads to the formation of a fusion protein (EWS-FLI1) which can be identified with PCR/FISH and useful to differentiate Ewing sarcoma from other round cell lesions. […] less common translocations including t(21:22) with fusion protein EWS-ERG comprise remaining 10-15%. […] p53 mutation in addition to t(11:22) translocation. […] overexpression of cell proliferation antigen Ki-67. […] overexpression of HER-2/neu.
- #5 Ewing sarcoma – Wikipediahttps://en.wikipedia.org/wiki/Ewing_sarcoma
The cause of Ewing sarcoma is unknown, most cases appearing to occur randomly. […] Accumulating evidence suggests a strong inherited risk factor, identifying a genetic component having multiple chromosome loci associated with Ewing sarcoma susceptibility. […] Sometimes Ewing sarcoma is associated with a germline mutation. […] The underlying mechanism often involves a genetic change known as a reciprocal translocation. […] Most cases of Ewing sarcoma (about 85%) are the result of a defining genetic event; a reciprocal translocation between chromosomes 11 and 22, t(11,22), which fuses the Ewing Sarcoma Breakpoint Region 1 (EWSR1) gene of chromosome 22 (which encodes the EWS protein) to the Friend Leukemia Virus Integration 1 (FLI1) gene (which encodes Friend Leukemia Integration 1 transcription factor (FLI1), a member of the ETS transcription factor family) of chromosome 11.
- #6 Ewing Sarcoma – StatPearls – NCBI Bookshelfhttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK559183/
The second most common EWSETS gene family rearrangement is t(21;22)(q22;q12) translocation, resulting in the fusion of EWS with the ERG gene on 21q22 (observed in about 15% of cases). In the literature, other detected gene rearrangements are t(7;22)(p22;q12), t(17;22)(q21;q12) and (t(2;22)(q33;q12) where EWS is fused with ETS gene family ETV1, E1AF and FEV, respectively. More chromosomal translocations and complex gene rearrangements have also been reported in the literature. However, whether they are associated with more aggressive tumor features is unclear.
- #7 Pathology Outlines – Ewing sarcomahttps://www.pathologyoutlines.com/topic/boneewing.html
Small round cell sarcoma showing gene fusions involving one member of the FET family of genes (usually EWSR1) and a member of the E26 transformation specific (ETS) family of transcription factors […] Primary mutation generates fusion gene between the FET and ETS families, altering gene expression and promoting tumorigenesis […] Chromosomal translocation commonly involving EWSR1 and ETS partner […] Most common translocation is t(11;22)(q24;q12), resulting in EWSR1-FLI1 fusion (~85 – 90%) […] Second most common is t(21;22)(q22;q12), resulting in EWSR1-ERG fusion (~5 – 10%).
- #8 Ewing Sarcoma – NHSJShttps://nhsjs.com/2018/ewing-sarcoma/
The combination of the EWS transcriptional activator and the FLI1 DNA-binding domain, causes them to act as aberrant transcription factors, potent repressors, or to alter RNA processing. […] Mechanically, the translocation joins the N-terminal activation region of the EWS locus to the C-terminal ETS binding domain of the FLI1 gene, ultimately replacing the original transcription activation domains of the FLI1 and EWS sequences. […] The EWS/FLI1 fusion joins the activating domain of EWS to the DNA binding domain of FLI1, making it a probable aberrant transcription factor. […] Through ectopic expression of EWS-FLI1 in heterologous cell types as well as small interfering RNA-mediated knockdown of the fusion in ES cell lines, studies were able to discover potential target genes for therapies.
- #9 The Controversial Role of Autophagy in Ewing Sarcoma PathogenesisâCurrent Treatment Optionshttps://www.mdpi.com/2218-273X/11/3/355
The EWSâFLI1 protein increases the deregulation of protein expression by either transcriptionally inducing or repressing specific target genes, many of which are associated with a different oncogenic process, such as cell proliferation, transformation, or tumor growth. […] In this review, we will try to address autophagy as a key regulator mechanism in ES development and eventually we will suggest this mechanism as a putative chemotherapeutic target for ES. […] The controversial role of autophagy as a survival or pro-death mechanism is also identified in different cases of ES. […] Several studies in this field support the hypothesis of autophagy as a protective mechanism under different conditions in ES models. […] In another study, the chimerical protein EWSâFLI1 was shown to trigger autophagy in the NIH3T3 ES cell line.
- #10 EWS-FLI1 positively regulates autophagy by increasing ATG4B expression in Ewing sarcoma cellshttps://www.spandidos-publications.com/10.3892/ijmm.2017.3112
Ewing sarcoma (ES) is characterized by chromosomal translocations fusing the EWS gene with an ETS oncogene, most frequently FLI1. […] In the present study, the authors aimed to investigate the function of EWS-FLI1 in autophagy in ES cells, and identified that EWS-FLI1 positively regulates autophagy in ES cells. […] EWS-FLI1 induces massive deregulation of protein expression by either transcriptionally inducing or repressing specific target genes, many of which are involved in the oncogenic process, including cell proliferation, transformation and in vivo tumor growth, but the function of EWS-FLI1 in autophagy still remains unknown. […] In the present study, the authors investigated the function of EWS-FLI1 in autophagy in ES cells. It was identified that autophagy was promoted by overexpressing EWS-FLI1 in ES cells, as evidenced by the decreases in the amount of p62 and increases in the amount of LC3B-II, two important markers of autophagy, as well as the increased LC3 puncta in cells.
- #11 Molecular Pathogenesis of Ewing Sarcoma: New Therapeutic and Transcriptional Targetshttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3555146/
EWS-FLI1 directly binds and upregulates the GLI1 promoter while GLI1, in turn, upregulates NKX2.2. […] Another recently identified critical EWS-FLI1 target gene is NR0B1. […] The function of NR0B1 in Ewing sarcoma is not well understood, but current data suggest that it may be a coregulator of gene expression. […] The use of GGAA microsatellites as EWS-FLI1 response elements is not limited to the NR0B1 gene. […] EWS-FLI1 also binds to more conventional, nonrepetitive ETS motifs, and these sites are associated with either repression or activation of transcription. […] Identifying the direct target genes that are upregulated by EWS-FLI1 can inform focused RNAi-based screens to define the genes that are the most essential for the survival and proliferation of Ewing sarcoma cells. […] A still-promising approach to the discovery of therapeutic targets in Ewing sarcoma is the identification of EWS-FLI1 target genes within pathways that encode known drug targets.
- #12 Ewing sarcoma – Wikipediahttps://en.wikipedia.org/wiki/Ewing_sarcoma
The resultant chromosomal translocation causes the EWS trans-activation domain (which is usually silent in the wild type) to become very active, this leads to the translation of a new EWS-FLI1 fusion protein. […] The EWS-FLI1 fusion protein has phase transition properties allowing it to transition into a liquid-like phase, separated by compartments consisting of membrane-less organelles. […] This phase transition property allows the fusion protein to access and activate micro-satellite regions of the genome that would otherwise be inaccessible. […] This fusion protein can convert usually silent chromatin regions into fully active enhancers leading to oncogenesis of the cells. […] The EWS-FLI1 fusion protein also causes variable expression of the genome via epigenetic mechanisms. […] The fusion protein does this by recruiting enzymes that affect DNA methylation, histone acetylation and direct inhibition of non-coding microRNA.
- #13 Ewing sarcoma – Wikipediahttps://en.wikipedia.org/wiki/Ewing_sarcoma
EWS-FLI1 promotes histone acetylation, which leads to uncoiling of DNA (which is usually tightly wound around histones); this chromatin relaxation leads to the DNA being more accessible to transcription factors and thus enhancing the expression of the associated genes. […] EWS-FLI1 reduces DNA methylation (which occurs mostly in areas corresponding to transcription enhancers), leading to increased gene expression. […] EWS-FLI1 inhibition of the microRNA miRNA-145 leads to increased pluripotency, decreased differentiation of cells and increased oncogenesis.
- #14 The second European interdisciplinary Ewing sarcoma research summit â A joint effort to deconstructing the multiple layers of a complex disease | Oncotargethttps://www.oncotarget.com/article/6937/text/
Some of the mystery behind Ewing sarcoma pathogenesis and the inter-patient heterogeneity in its response to treatment may arise from non-genetic sources, such as the epigenome. […] In Ewing sarcoma, widespread epigenetic rewiring of gene regulatory regions was recently demonstrated to be induced by EWS-FLI11. […] Knowledge about the exact mechanisms of epigenetic dysregulation may provide novel therapeutic opportunities. […] The notion that certain embryonal mesenchymal and neuronal tissues tolerate EWS-ETS gene expression in animal models, at least at defined developmental stages, is consistent with the current view that Ewing sarcoma arises from some potentially neural crest-derived mesenchymal or neuronal progenitor cells. […] Dysregulation of transcriptional programs by EWS-ETS driven wide-spread enhancer reprograming and promoter deregulation is a major factor shaping the biological and clinical characteristics of this monstrous disease.
- #15 Potential approaches to the treatment of Ewingâs sarcoma | Oncotargethttps://www.oncotarget.com/article/12566/text/
Thus, EWS-FLI1 is a perfect target for treating ES. […] Targeting EWS-FLI1 can be achieved by decreasing EWS-FLI1 expression through transcription impairment, by decreasing EWS-FLI1 activity through targeting the transcriptional modulators to which EWS-FLI1 binds, or by targeting genes that are deregulated by EWS-FLI1 expression. […] The interaction of EWS-FLI1 with RHA affects pre-mRNA processing, resulting in splicing isoforms involved in oncogenesis. […] In ES, EWS-FLI1 expression induces the epigenetic alterations to reprogram cells into the malignancy through activating HDACs. […] EWS-FLI1 knockdown in ES led to widespread epigenetic changes in promoters, enhancers, and super-enhancers; histone H3K27 acetylation was the most affected mark. […] High LSD1 expression is observed in ES clinical samples, and mechanistic and preclinical studies suggest that LSD1 inhibition globally impairs the function of EWS-ETS proteins.
- #16 Ewing’s Sarcoma | Cancer Genetics Webhttps://www.cancer-genetics.org/X0202.htm
Ewing sarcoma usually expresses the EWS/FLI fusion transcription factor oncoprotein. […] EWS/FLI regulates myriad genes required for Ewing sarcoma development. […] EWS/FLI binds GGAA-microsatellite sequences in vivo and in vitro. […] The EWS-FLI1 chimeric protein uniquely expressed in Ewing’s sarcoma has an obligate role in its aetiology. […] EWS-FLI1 perturbs MRTFB/YAP-1/TEAD target gene regulation inhibiting cytoskeletal autoregulatory feedback in Ewing sarcoma. […] EWS-FLI1 positively regulates autophagy by increasing ATG4B expression in Ewing sarcoma cells. […] Ewing sarcoma is an aggressive paediatric cancer of the bone and soft tissue. […] The presence of these aberrations did not correlate with age and sex of the patients, with the location of the primary tumor or with the extent of disease at diagnosis. […] Ewing sarcoma involves fusions between EWSR1 and various ETS family genes, most commonly FLI1. […] EWS/FLI1 expression is associated with the activation of a transcriptional program that drives tumorigenesis in Ewing sarcoma.
- #17 Molecular Pathogenesis of Ewing Sarcoma: New Therapeutic and Transcriptional Targetshttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3555146/
Studies using this approach have demonstrated that diminished EWS-FLI1 expression causes decreased cell survival, proliferation, and oncogenic transformation. […] The top-down approach has allowed for the identification of genes that are comprehensively regulated by EWS-FLI1. […] Although this pathway is often considered to be a parallel or complementary pathway to the EWS-FLI1 oncoprotein, EWS-FLI1 itself may regulate the activity of the pathway in Ewing sarcoma. […] NKX2.2 is a transcription factor that harbors a homeodomain-type DNA-binding domain, as well as transcriptional activation and transcriptional repression domains. […] An important consequence of the identification of NKX2.2 as a transcriptional repressor is that this function could be targeted as a therapeutic approach.
- #18https://link.springer.com/article/10.1007/s00432-023-05441-3
Ewing sarcoma (ES) is the second most frequent bone sarcoma affecting children and adolescents. […] Both survival and tumorigenesis of the Ewing sarcoma family of tumors are keyed to the function of EWS-FLI1, and it was shown that Gli1 is a transcriptional target of EWS-FLI1. […] Data suggest that Gli1 upregulation by EWS-FLI1 is Smo-independent, which indicates an involvement of the non-canonical activation pathway. […] The efficacy of ATO, a direct Gli inhibitor, has been shown in both cell lines and xenograft models of the EWS-FLI1 Ewing sarcoma. […] In vitro studies experiments demonstrated that another Gli inhibitor, GANT61, reduces the growth of Ewing sarcoma cells, mainly by inducing caspase-3/7-dependent cell apoptosis.
- #19 Molecular Pathogenesis of Ewing Sarcoma: New Therapeutic and Transcriptional Targetshttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3555146/
Because the cell of origin of Ewing sarcoma is unknown, many studies have relied on heterologous cell types to study the fusion protein. […] These studies suggested that Ewing sarcoma may arise from a pluripotent precursor cell and that the tumor phenotype may be induced by EWS-FLI1, whereas the normal differentiation pathways of that pluripotent cell may be inhibited by the fusion protein. […] Consistent with this hypothesis, inhibition of EWS-FLI1 expression in patient-derived Ewing sarcoma cell lines, through the use of RNA interference (RNAi), induces a gene-expression pattern that is similar to that observed in MSCs. […] EWS-FLI1 induces expression of the embryonic stem cell genes OCT4, SOX2, and NANOG and upregulates the polycomb repressor EZH2. […] The advent of RNAi technology has allowed for the development of a complementary top-down approach to studying the development of Ewing sarcoma.
- #20 EWS-FLI1 positively regulates autophagy by increasing ATG4B expression in Ewing sarcoma cellshttps://www.spandidos-publications.com/10.3892/ijmm.2017.3112
ATG4B was significantly upregulated by EWS-FLI1 overexpression, and ATG4B gene may be a transcript target of EWS-FLI1. […] The authors found that EWS-FLI1 induced the expression of ATG4B and EWS-FLI1 was observed to interact with the ATG4B promoter, which suggested that ATG4B as a transcriptional target of EWS-FLI1. […] Overexpression of ATG4B significantly promoted the autophagy in ES cells, consistently, silencing of ATG4B markedly suppressed the progression of autophagy. […] These findings suggested that ATG4B-dependent autophagy plays great roles in regulating cell viability and cell apoptosis in ES cells. […] In conclusion, in the present study, the authors revealed the promoting effect of EWS-FLI1 and ATG4B on autophagy in ES cells, and these findings may provide new venues for anti-autophagy drugs and new targets for the treatment of ES.
- #21 Genetic alterations in Ewing’s sarcoma: What do we know so far? – Journal of Musculoskeletal Surgery and Researchhttps://journalmsr.com/genetic-alterations-in-ewings-sarcoma-what-do-we-know-so-far/
EWS-FLI1 tends to activate genes involved in cellular differentiation, proliferation, and survival, such as IGF1, NKX2, TOPK, SOX2, and EZH2. EWS-FLI1 also tends to deactivate genes involved in apoptosis and cell cycle, including the IGFBP3, CDKN1C, CDKN1A, and TGFB2. […] This information opens the door to targeted therapies, including blocking IGF signaling and, more recently, interfering with key EWSR1-FLI1 protein-protein interactions conserved pathways in cancer which is likely to suggest additional ways to attack EwS therapeutically.
- #22 Molecular Pathogenesis of Ewing Sarcoma: New Therapeutic and Transcriptional Targetshttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3555146/
The role of the IGF1R pathway in tumorigenesis has been investigated for years and was initially of interest in Ewing sarcoma due to the overexpression of IGF-1 and IGF-1R in tumor cell lines. […] Recently, great progress has been made in our understanding of the molecular pathogenesis of Ewing sarcoma.
- #23 Molecular pathogenesis and targeted therapeutics in Ewing sarcoma/primitive neuroectodermal tumours | Clinical Sarcoma Research | Full Texthttps://clinicalsarcomaresearch.biomedcentral.com/articles/10.1186/2045-3329-2-6
Histone deacetylase inhibitors can restore TGF- receptor II allowing TFF- signalling, which appears to inhibit growth of Ewing sarcoma/PNET cell lines in vitro. […] Immunotherapy using allogeneic natural killer cells has activity in Ewing sarcoma/PNET cell lines and xenograft models. […] Finally, cyclin dependent kinase inhibitors such as flavopiridol may be clinically efficacious in relapsed Ewing sarcoma/PNET. […] Preclinical evidence exists that targeted therapeutics may be efficacious in the ESFT. […] IGF-1R antagonists have demonstrated efficacy in phase I/II clinical trials, although predicting responses remains a challenge. […] The future treatment of Ewing sarcoma/PNET is likely to be improved by these scientific advances.
- #24 The Function of Wnt/beta-catenin Signaling in Ewing Sarcoma and its Contribution to Pathogenesishttps://deepblue.lib.umich.edu/handle/2027.42/144020
Ewing sarcoma is an aggressive bone and soft tissue tumor with a high propensity for metastasis; however, the mechanisms that contribute to this process are poorly understood. The Wnt/beta-catenin signaling pathway is critical for oncogenesis in numerous cancers, and although previous studies implicate a role for this pathway in Ewing sarcoma, its specific function and contribution is unknown. […] Patients whose tumors have nuclear beta-catenin or high expression of the downstream Wnt/beta-catenin target LEF1, experienced worse clinical outcomes and overall survival. […] RNA-sequencing revealed that Wnt/beta-catenin paradoxically inhibits EWS-ETS transcriptional activity, resulting in a phenotypic change from a proliferative to a migratory and metastatic state in vitro and in vivo. […] In conclusion these findings implicate a critical role for Wnt/beta-catenin-signaling in mediating migration and metastasis. This occurs in part through antagonism of EWS/ETS fusion protein activity and by up-regulation of the metastasis-associated gene Tenascin C. In addition, tumor-microenvironment interactions modulated by Wnt/beta-catenin further contribute to pathogenesis.
- #25 Hypoxia and HIFs in Ewing sarcoma: new perspectives on a multi-facetted relationship | Molecular Cancer | Full Texthttps://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-023-01750-w
Hypoxia develops during the growth of solid tumors and influences tumoral activity in multiple ways. Low oxygen tension is also present in the bone microenvironment where Ewing sarcoma (EwS) a highly aggressive pediatric cancer mainly arises. Hypoxia inducible factor 1 subunit alpha (HIF-1-a) is the principal molecular mediator of the hypoxic response in cancer whereas EWSR1::FLI1 constitutes the oncogenic driver of EwS. Interaction of the two proteins has been shown in EwS. Although a growing body of studies investigated hypoxia and HIFs in EwS, their precise role for EwS pathophysiology is not clarified to date. This review summarizes and structures recent findings demonstrating that hypoxia and HIFs play a role in EwS at multiple levels. We propose to view hypoxia and HIFs as independent protagonists in the story of EwS and give a perspective on their potential clinical relevance as prognostic markers and therapeutic targets in EwS treatment.
- #26 The Controversial Role of Autophagy in Ewing Sarcoma PathogenesisâCurrent Treatment Optionshttps://www.mdpi.com/2218-273X/11/3/355
Furthermore, it has been shown that EWSâFLI1-dependent autophagy inhibited apoptotic cell death, which was confirmed through the reduction of PUMA and cytosolic cyto-chrome-c, two major pro-apoptotic regulators. […] The authors suggested that autophagy might be a resistance mechanism against anti-cancer therapy in ES. […] This study highlighted the complexity of autophagy in cancer, especially in ES. […] The primary role of autophagy has been identified as a highly conservative homeostatic degradation mechanism for dysfunctional cellular organelles and proteins. […] The dual role of autophagy is also identified in rare ES tumors. Several in vitro studies on ES linked autophagy with the development and progression of this type of sarcoma.
- #27 Discovered one of the mechanism that influences aggressiveness in Ewing’s Sarcoma – IDIBELLhttps://idibell.cat/en/2013/08/discovered-one-of-the-mechanism-that-influences-aggressiveness-in-ewings-sarcoma/
Discovered one of the mechanism that influences aggressiveness in Ewings Sarcoma […] Caveolin-1 participates in the formation of new blood vessels around the tumor, facilitating growth and proliferation […] Researchers from the Bellvitge Biomedical Research Institute (IDIBELL) led by the head of the research group in sarcomas, Oscar Martinez-Tirado, have discovered one of the mechanisms that triggers angiogenesis (formation of new blood vessels) around tumor cells of Ewings sarcoma, a very aggressive childhood cancer. […] Angiogenesis is a key process in the growth, proliferation and migration of solid tumors. Tumor cells need new blood vessels that provide extra oxygen and nutrients they need to grow so quickly. […] The group of Oscar Martinez-Tirado has described in several studies the functions of caveolin-1 protein in Ewings sarcoma, We have seen that it plays a tumorogenic role in this type of tumor, which is involved in resistance to chemotherapy, which favors metastasis and in this paper we have shown it plays a critical role in the angiogenic process.
- #28 Discovered one of the mechanism that influences aggressiveness in Ewing’s Sarcoma – IDIBELLhttps://idibell.cat/en/2013/08/discovered-one-of-the-mechanism-that-influences-aggressiveness-in-ewings-sarcoma/
Therefore, the lack of caveolin-1 inhibits angiogenesis said Martinez-Tirado. […] In this sense, the study describes how caveolin-1 interacts with another protein called EphA2 activating a signalling pathway that induces angiogenesis, more particularly the migration of cells that should form the vessels to the tumor. […] Our vision for the future is to use this protein as a vehicle to release toxic substances in tumor cells Oscar Martinez-Tirado said. […] EphA2-induced angiogenesis in Ewing sarcoma celles works through bGFG production and is dependent on caveolin-1.
- #29https://link.springer.com/article/10.1007/s00223-017-0372-2
To date, its origin remains elusive with three potential hypotheses: neural crest stem cells, embryonic osteochondrogenic progenitor cells or MSCs. […] The role of osteoclasts in bone sarcoma development is still unclear and osteoclasts could act as a pro-tumoral factor in the early stage of the disease due to their pro-angiogenic activity and could exert the opposite role at a later stage of the disease. […] The bilateral dialogue established between cancer cells and their neighbours is a central aspect of bone sarcoma development. […] The diverse modes of communication include soluble factors (e.g. chemokines, cytokines), direct cell interactions and extracellular vesicles. […] Gap junctions are clearly involved in the tumour development and the loss of connexin43 expression in Ewing sarcoma cells favours the development of the primary tumour growth. […] Overall, these results demonstrate the key role of macrophages which regulate the development of bone sarcoma according to their number and M1/M2 phenotype.
- #30 Tracking Ewing Sarcoma Origin by Developmental and Trans-species Genomics | Alex’s Lemonade Stand Foundation for Childhood Cancerhttps://www.alexslemonade.org/project/tracking-ewing-sarcoma-origin-developmental-and-trans-species-genomics
Malignant bone tumors, mainly Ewing sarcoma and osteosarcoma, comprise about 6% of all cancers in children and adolescents. […] The genetic cause of Ewing sarcoma is a mutation that results in the expression of an oncogenic fusion protein called EWS-FLI1, with disastrous effects on the enigmatic Ewing sarcoma progenitor cell. […] There is evidence that Ewing sarcoma develops from some kind of mesenchymal stem cells from the bone marrow or the neural crest (as transient structure arising during fetal development). […] We aim at elucidating bone sarcoma origin considering cell type and its developmental stage at the time of tumor initiation to better understand disease pathogenesis and to develop urgently needed disease models for pre-clinical drug testing. […] We focus on the disruptive effect of the EWS-FLI1 oncogene and link disrupted differentiation to Ewing sarcoma.
- #31https://link.springer.com/article/10.1007/s00223-017-0372-2
Bone sarcoma genesis can be explained by a conjunction between a minimum of one oncogenic event and an adequate microenvironment leading to the emergence of cancer, followed by its growth and potential migration to distant organs. […] Indeed, Ewing sarcoma cells are characterised by the expression of a fusion protein resulting from a chromosomal translocation between the EWS gene on chromosome 2 and a gene of the ETS family and consequently have been initially associated with the primitive neuroectodermal family of tumours. […] However, the main frequent location of Ewing sarcoma in bone and the functional consequence of EWSFLi1 silencing in Ewing sarcoma cells fed the controversy and put a label of mesenchymal origin on Ewing sarcoma. […] Indeed, Tirode et al. showed that the EWSFLI1 silencing in different Ewing cell lines resulted in the differentiation of sarcoma cells into mesenchymal lineages and more particularly into adipogenic and osteogenic lineages.
- #32 Molecular Heterogeneity of Ewing Sarcoma as Detected by Ion Torrent Sequencing | PLOS Onehttps://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0153546
The EWS-FLI1 gene fusion is the most common gene combination found in ES, and its transcript is considered as an important pathogenic factor due to its dysregulation of numerous target genes. However, EWS-FLI1 fails to transform human cells in vitro, indicating that additional cooperating mutations or other factors may contribute to ES tumorigenesis. […] In the present study, 62 mutational hotspots in 26 genes across 20 ES samples were detected using IT-PGM. Variants of these hotspot genes consisted of missense and nonsense mutations, of which missense mutation occurred at higher frequencies (87.1%). […] The high-throughput IT-PGM sequencing provided us with important information about alterations in cancer-related genes that may be critical to the dynamics of ES oncogenesis.
- #33 Ewing’s Sarcoma | Cancer Genetics Webhttps://www.cancer-genetics.org/X0202.htm
Over 90% of Ewing’s sarcomas contain a t(11;22)(q24;q12) translocation which fuses the EWS gene on chromosome 22 with the FLI1 gene on chromosome 11. […] In a minority of Ewing’s tumours the EWS gene has a different fusion partner including either the ERG, ETV1 and the EA1F and genes. […] Ewing sarcoma is initiated and exacerbated by a chimeric oncoprotein, most commonly, EWS-FLI1. […] Ewing sarcoma is characterized by chromosomal translocations fusing the EWS gene with an ETS oncogene, most frequently FLI1. […] Ewing sarcoma cells display alterations in regulation of damage-induced transcription, accumulation of R-loops and increased replication stress. […] Ewing sarcoma is a pediatric cancer driven by EWS-ETS transcription factor fusion oncoproteins in an otherwise stable genomic background.
- #34https://www.omim.org/entry/612219
Gorthi et al. (2018) showed that Ewing sarcoma cells show alterations in regulation of damage-induced transcription, accumulation of R-loops, and increased replication stress. […] In addition, homologous recombination is impaired in Ewing sarcoma owing to an enriched interaction between BRCA1 (113705) and the elongating transcription machinery. […] Finally, Gorthi et al. (2018) uncovered a role for EWSR1 (133450) in the transcriptional response to damage, suppressing R-loops and promoting homologous recombination. […] Gorthi et al. (2018) concluded that their findings improved the understanding of EWSR1 function, elucidated the mechanistic basis of the sensitivity of Ewing sarcoma to chemotherapy (including PARP1 (173870) inhibitors), and highlighted a class of BRCA-deficient-like tumors.
- #35 Remodeling of the Tumor Microenvironment in Ewing Sarcoma – American Association for Cancer Research (AACR)https://www.aacr.org/professionals/research-funding/grantees/aacr-quadw-grantee-identifies-a-mechanism-by-which-ewing-sarcoma-cells-remodel-the-tumor-microenvironment/
Here we find that Ewing sarcomas, which do not typically contain many CAFs, in fact generate subpopulations of tumor cells that themselves remodel the ECM in a CAF-like manner. This raises the possibility of therapeutically targeting these cells and their functions in tumor microenvironment remodeling.
- #36 Potential approaches to the treatment of Ewingâs sarcoma | Oncotargethttps://www.oncotarget.com/article/12566/text/
Ewings sarcoma (ES) is a highly aggressive and metastatic tumor in children and young adults caused by a chromosomal fusion between the Ewing sarcoma breakpoint region 1 (EWSR1) gene and the transcription factor FLI1 gene. […] The reciprocal chromosomal translocation t (11;22) (q24;q12) is found in 85% of these tumors, which leads to the fusion between the 5 segment of the Ewing sarcoma breakpoint region 1 gene (EWSR1) on the chromosome 22 and the 3 portion of Friend leukemia virus integration site 1 (FLI1) on the chromosome 11. […] These translocations produce the chimeric proteins EWS-ETSs, which function as aberrant transcription factors, accounting for the tumorigenic potential of ES. […] EWS-FLI1 induces expression of many factors that promote tumorigenesis, and ES cells die when losing EWS-FLI1.
- #37 Potential approaches to the treatment of Ewingâs sarcoma | Oncotargethttps://www.oncotarget.com/article/12566/text/
Thus, EWS-FLI1 is a perfect target for treating ES. […] Targeting EWS-FLI1 can be achieved by decreasing EWS-FLI1 expression through transcription impairment, by decreasing EWS-FLI1 activity through targeting the transcriptional modulators to which EWS-FLI1 binds, or by targeting genes that are deregulated by EWS-FLI1 expression. […] The interaction of EWS-FLI1 with RHA affects pre-mRNA processing, resulting in splicing isoforms involved in oncogenesis. […] In ES, EWS-FLI1 expression induces the epigenetic alterations to reprogram cells into the malignancy through activating HDACs. […] EWS-FLI1 knockdown in ES led to widespread epigenetic changes in promoters, enhancers, and super-enhancers; histone H3K27 acetylation was the most affected mark. […] High LSD1 expression is observed in ES clinical samples, and mechanistic and preclinical studies suggest that LSD1 inhibition globally impairs the function of EWS-ETS proteins.
- #38 Molecular pathogenesis and targeted therapeutics in Ewing sarcoma/primitive neuroectodermal tumours | Clinical Sarcoma Research | Full Texthttps://clinicalsarcomaresearch.biomedcentral.com/articles/10.1186/2045-3329-2-6
Insulin-like growth factor-1 receptor (IGF-1R) antagonists have demonstrated modest single agent efficacy in phase I/II clinical trials in Ewing sarcoma/PNET, but have a strong preclinical rationale. […] Based on in vitro and animal data, treatment using antisense RNA and cDNA oligonucleotides directed at silencing the EWS-FLI chimera that occurs in most Ewing sarcoma/PNET may have potential therapeutic importance. […] However drug delivery and degradation problems may limit this therapeutic approach. […] Protein-protein interactions can be targeted by inhibition of RNA helicase A, which binds to EWS/FLI as part of the transcriptional complex. […] Tumour necrosis factor related apoptosis inducing ligand induction using interferon has been used in preclinical models. […] Interferons may be incorporated into future chemotherapeutic treatment paradigms.
- #39 Potential approaches to the treatment of Ewingâs sarcoma | Oncotargethttps://www.oncotarget.com/article/12566/text/
EWS-FLI1 mediated transcriptional repression is facilitated through the direct binding of a NuRD-LSD1 complex. […] Treatment of ES cells with the LSD1 inhibitor HCI-2509, comprehensively reverses the transcriptional profiles driven by both EWS-FLI and EWS-ERG, and markedly delays tumorigenesis in vivo. […] EWS-FLI1 interacts with PARP1, driving PARP1 expression, which in turn promotes the transcriptional activation by EWS-FLI1. […] PARP inhibition in ES disrupts the interaction between EWS-FLI1 and PARP1, and impairs DNA repair. […] Mithramycin, which represses EWS-FLI1 activity resulting in a decreased expression of EWS-FLI1 downstream targets, has been used to treat ES patients from 1960s. […] However, the mithramycin toxicity limits its use in ES.
- #40 Epigenetic Mechanisms underlying Ewing Sarcoma Pathogenesis – SFAhttps://curesarcoma.org/funded-research/epigenetic-mechanisms-underlying-ewing-sarcoma-pathogenesis/
Rationale: Ewing sarcoma, the second most common pediatric bone cancer, is a highly lethal malignancy. Despite multimodal therapy, recurrence and mortality remain high for metastatic cases. It has been proposed that its refractory nature arises in part from resistance of a cancer stem cell (CSC) subpopulation to chemotherapy. […] We have found that the epigenetic modifier drug, JQ1, is highly toxic to Ewing sarcoma cells in vitro, and is especially efficacious in targeting the CSC subpopulation. […] JQ1 functions by inhibiting BET proteins, factors that bind to acetylated histones. […] Microarray and additional analyses reveal that JQ1 rapidly reverses the EWS-FLI1-dependent gene expression, indicating that EWS-FLI1 requires BET proteins for function. […] We hypothesize that EWS-FLI1 requires BET proteins to induce target genes that control proliferation, survival, and âstemnessâ.
- #41https://www.orthobullets.com/evidence/20543858
Tumor development is a complex process resulting from interplay between mutations in oncogenes and tumor suppressors, host susceptibility factors, and cellular context. Great advances have been made by studying rare tumors with unique clinical, genetic, or molecular features. Ewing’s sarcoma serves as an excellent paradigm for understanding tumorigenesis because it exhibits some very useful and important characteristics. For example, nearly all cases of Ewing’s sarcoma contain the (11;22)(q24;q12) chromosomal translocation that encodes the EWS/FLI oncoprotein. […] These two features suggest that EWS/FLI is the primary mutation that drives the development of this tumor. Finally, Ewing’s sarcoma is an aggressive tumor that requires aggressive treatment. Thus, improved understanding of the pathogenesis of this tumor will not only be of academic interest, but may also lead to new therapeutic approaches for individuals afflicted with this disease. The purpose of this review is to highlight recent advances in understanding the molecular pathogenesis of Ewing’s sarcoma, while considering the questions surrounding this disease that still remain and how this knowledge may be applied to developing new treatments for patients with this highly aggressive disease.