O adenocarcinoma ductal pancreático (ADP) é a neoplasia maligna mais frequente do pâncreas e representa uma das formas mais letais de câncer, com uma sobrevida global de 5 anos inferior a 10%. Dentre os fatores que influenciam na baixa taxa de sobrevida, inclui o grau de resistência tumoral aos tratamentos disponíveis. O fármaco mais utilizado no tratamento do ADP é a gemcitabina. No entanto, a resistência celular dificulta a eficiência do tratamento. A ativação de vias de sinalização pode ser crucial na quimiorresistência das células à gemcitabina. O controle de ativação dessas vias pode ser orquestrado por mecanismos de feedback negativo, com a atividade de proteínas fosfatases, como as proteínas fosfatases de dupla especificidade (DUSPs). O papel das DUSPs na quimiorresistência do ADP ainda permanece pouco explorado e, a fim de melhor compreender, nosso grupo de pesquisa identificou, utilizando um screening in vitro mediado por CRISPR, a fosfatase atípica DUSP11 como um potencial alvo candidato, cuja inibição criou uma vulnerabilidade das células de ADP à gemcitabina. No entanto, o mecanismo molecular mediado pela DUSP11 na resposta à gemcitabina precisa ser elucidado. Assim sendo, o objetivo deste trabalho foi investigar o mecanismo envolvido na modulação da resposta à gemcitabina pela proteína fosfatase DUSP11. Inicialmente foi avaliado a relevância clínica da expressão gênica de DUSP11 e o efeito da modulação em ensaios funcionais. A análise in silico de RNA-seq de amostras de ADP foi utilizada para investigar o mecanismo molecular modulado de acordo a expressão de DUSP11, seguido de validação funcional in vitro do mecanismo identificado. Os resultados mostraram que DUSP11 é mais expresso em amostras tumorais tanto de ADP quanto de outros tipos de neoplasias. Além disso, a modulação gênica de DUSP11 reduziu a viabilidade celular e promoveu um aumento nas taxas de apoptose frente à gemcitabina. Na análise do transcriptoma, a via do NF-κB foi correlacionada com a expressão de DUSP11. In vitro, a fosforilação de NF-κB foi induzida pela gemcitabina, mas foi bloqueada após inibição de DUSP11. Por fim, tentamos identificar quais moléculas seriam direcionadas por DUSP11 para regular a ativação de NF-κB. Identificamos um aumento significativo na expressão dos RNAs não codificadores, vault RNAs, especialmente do vaultRNA 2-1, em células com inibição de DUSP11. Esse vtRNA regula a ativação da proteína quinase PKR, que tem como alvo downstream a via do NFκ-B. Observamos uma redução da atividade de PKR em células com inibição de DUSP11, mesmo diante do tratamento com gemcitabina. Em conclusão, nossos achados mostram DUSP11 como um potencial alvo na resposta celular à gemcitabina em ADP, por modular a via do NF-κB, mediado pela ação do vaultRNA 2-1.

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is the most frequent malignant neoplasm of the pancreas and represents one of the most lethal forms of cancer, with an overall 5-year survival rate of less than 10%. Among the factors that influence the low survival rate, it includes the degree of tumor resistance to available treatments. The drug most used in the treatment of PDAC is gemcitabine. However, cellular resistance hinders the efficiency of the treatment. Activation of signaling pathways may be crucial in the chemoresistance of cells to gemcitabine. The activation control of these pathways can be orchestrated by negative feedback mechanisms, with the activity of protein phosphatases, such as dual-specificity phosphatases (DUSPs). The role of DUSPs in PDAC chemoresistance remains poorly explored and, in order to better understand, our research group identified, using a CRISPR-mediated in vitro screening, the atypical phosphatase DUSP11 as a potential candidate target, whose inhibition created a vulnerability from PDAC cells to gemcitabine. However, the molecular mechanism mediated by DUSP11 in the response to gemcitabine needs to be elucidated. Therefore, the aim of this work was to investigate the mechanism involved in the modulation of the response to gemcitabine by the DUSP11 protein phosphatase. Initially, the clinical relevance of DUSP11 gene expression and the effect of modulation in functional assays were evaluated. In silico analysis of RNA-seq from PDAC samples was used to investigate the molecular mechanism modulated according to DUSP11 expression, followed by in vitro functional validation of the identified mechanism. The results showed that DUSP11 is more expressed in tumor samples of both PDAC and other types of neoplasms. In addition, DUSP11 gene modulation reduced cell viability and promoted an increase in apoptosis rates against gemcitabine. In transcriptome analysis, the NF-κB pathway was correlated with DUSP11 expression. In vitro, NF-κB phosphorylation was induced by gemcitabine, but was blocked after DUSP11 inhibition. Finally, we tried to identify which molecules would be targeted by DUSP11 to regulate NF-κB activation. We identified a significant increase in the expression of non-coding RNAs, vault RNAs, especially vaultRNA 2-1, in DUSP11-inhibited cells. This vtRNA regulates the activation of the PKR protein kinase, which targets the NF-κB pathway downstream. We observed a reduction in PKR activity in cells with DUSP11 inhibition, even with gemcitabine treatment. In conclusion, our findings show DUSP11 as a potential target in the cellular response to gemcitabine in PDAC, by modulating the NF-κB pathway, mediated by the action of vaultRNA 2-1.