Descubren nuevas conexiones para luchar contra el cáncer

Un grupo de investigación interdisciplinario halló que el gen p53, que en su estado normal tiene la capacidad de ser supresor tumoral, si se encuentra mutado, puede producir una proteína pro-tumoral. Los avances del estudio fueron recientemente publicados en la revista Journal of Biological Chemistry.

De la investigación participó el grupo del Laboratorio de Oncología Molecular del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR, CONICET-UNR) dirigido por Javier Girardini, investigador adjunto de CONICET; el doctor Mauricio Menacho-Márquez, investigador independiente del CONICET en el Instituto de Investigaciones para el Descubrimiento de Fármacos de Rosario (IIDEFAR, CONICET-UNR); la licenciada María Virginia Baglioni, becaria del CONICET en el Instituto de Genética Experimental, Facultad de Ciencias Médicas, (UNR) e investigadores de laboratorios italianos.

Con respecto al trabajo en el laboratorio, Girardini indica “La oncología molecular consta de una combinación entre la medicina y la biología. Nuestro fin último es poder entender cuáles son los procesos subyacentes a las patologías para poder generar tratamientos, modos de diagnósticos y procedimientos clínicos. Para eso es muy importante hoy en día conocer los mecanismos a nivel molecular, eso permite pensar en estrategias, diseños de drogas, anticuerpos, es decir, en distintas formas de acercarse al problema sabiendo qué molécula o proceso específico hay que atacar”.

El lado oculto de p53

“Desde hace varios años estudiamos la proteína p53, que posee la función de supresor tumoral, lo que significa que cuando está presente y funciona en su estado original, impide que aparezcan células tumorales. Lo que se demostró hace un tiempo es que cuando el gen p53 muta, puede producir una proteína pro-tumoral. En otras palabras, la mutación transforma un poderoso mecanismo antitumoral en un mecanismo promotor de la enfermedad. Esto es importante porque las mutaciones en p53 son las más frecuentes en el cáncer y la mayoría son capaces de generar una proteína pro-tumoral”, destaca el investigador.

“Es importante precisar el estado de esta proteína ya que define muchas características de los tumores, es decir, la presencia de las proteínas mutantes está asociada al desarrollo de tumores más agresivos”, agrega Girardini.

La investigación tuvo como objetivo entender cómo actúan las formas mutantes de la proteína p53. El grupo descubrió que dicha proteína, a través de sus mutantes, podía aumentar la expresión del gen ICMT y favorecer de esta forma la agresividad de las células tumorales.

“La enzima ICMT, producida a partir de p53 participa en un complejo proceso de modificación de otras proteínas denominado prenilación, que consiste en el agregado de moléculas lipídicas. Empezamos a estudiar, en primer lugar, qué hacía  p53 mutante para lograr que aumente la expresión de ICMT, y eso nos llevó a encontrar que no sólo la proteína mutante sino también p53 normal afectaba la expresión del gen pero en el sentido contrario, o sea, la proteína  normal lo que hacía era reprimir la expresión de ese gen y mantener bajos los niveles de la enzima ICMT. Estos resultados nos parecieron relevantes porque develaban la presencia de una conexión entre p53 y  la modificación de proteínas por prenilación”, explica el investigador.

En base a estos resultados, los científicos plantearon la hipótesis de que altos niveles de ICMT podrían favorecer el desarrollo tumoral o de tumores con características agresivas y, para que eso no ocurra y las células se mantengan normales, habría que mantener niveles de ICMT controlados.

La segunda parte del trabajo fue destinada a estudiar esa hipótesis: si efectivamente el aumento de los niveles de ICMT podía favorecer el desarrollo y/o la agresividad de las células tumorales. Los experimentos la confirmaron al mostrar que en determinadas condiciones la presencia de niveles más altos de ICMT favorecía la proliferación y la supervivencia de las células y también, por otro lado, encontraron que ICMT aumentó la capacidad migratoria de las células y la capacidad invasiva, es decir, favorecería las características de las células que se asocian a la metástasis.

Cuando el grupo de científicos pasó al modelo de investigación in vivo, etapa en la que participó Mauricio Menacho-Marquez, efectivamente encontró que las células que sobreexpresaban ICMT presentaban una capacidad notablemente mayor de formar tumores y estos eran más voluminosos en comparación con los casos en que los niveles de la proteína se encontraban en niveles más bajos.

Datos para evaluar el impacto clínico

Con el objetivo de comprender si los hallazgos tienen un impacto en el manejo clínico de la enfermedad, al grupo le interesaba saber qué pasaba con los tumores estudiados en los pacientes, es decir, si los datos relevados en el laboratorio tenían un correlato en la clínica. En este punto, los investigadores italianos Silvio Bicciato y Giannino Del Sal colaboraron con  bases de datos de cáncer de pulmón y de mama de más de 3000 pacientes, con información sobre clasificación, evolución clínica y expresión génica.

“Nos habíamos hecho dos preguntas, primero si esta regulación de ICMT por p53 también se observaba en los pacientes y pudimos ver que sí, a partir del análisis de la base de datos encontramos que efectivamente los tumores que tenían la forma normal de p53 presentan menores niveles de expresión de ICMT, en contraposición a  los que tienen la forma mutante, lo cuales tenían niveles mayores de ICMT”, explica Girardini.

“La segunda pregunta que nos hicimos fue si lo que observábamos en los animales de experimentación y en las células también se veía en los pacientes. La respuesta fue afirmativa, ya que vimos que los pacientes con altos niveles de ICMT tenían una evolución clínica más desfavorable y menor sobrevida libre de metástasis. En cáncer de mama pudimos ir más adelante y encontramos resultados sorprendentes: en el grupo de los pacientes que mantenían la forma normal de p53 la presencia de bajos niveles de ICMT se correlacionaba con una mayor sobrevida, o sea que los pacientes evolucionaban mejor. Este dato nos parece interesante, ya que indica que al bloquear la función de ICMT se podría aumentar la sobrevida de los pacientes, particularmente de aquellos que mantienen la forma normal de p53. En tal sentido, estamos interesados en el desarrollo de inhibidores de ICMT como potenciales fármacos antitumorales.  De todos modos, sería importante poder extender nuestro análisis a un número mayor de pacientes”, concluye el investigador.

Nueva etapa en el IDICER

El grupo de Girardini va a continuar su trabajo de investigación en Oncología Molecular en el Instituto de Inmunología Clínica y Experimental de Rosario (IDICER, CONICET-UNR).

“Estamos muy entusiasmados con esta nueva etapa del grupo como parte del IDICER. Nos encontramos con un ambiente muy estimulante, lo cuál es fundamental para afrontar las enormes dificultades de este tipo de investigaciones y entusiasmar a los jóvenes a dedicarse a la investigación científica”, señala Girardini.

“Este proyecto constituyó además un gran desafío porque nos propusimos incorporar técnicas de manipulación génica de células tumorales novedosas en modelos de cáncer en animales. La búsqueda nos llevó a trabajar en conjunto con el grupo del doctor Menacho Márquez y con el grupo de la doctora Ceclia Larocca (IFISE, CONICET-UNR). Como fruto de este esfuerzo colaborativo pudimos desarrollar por primera vez en nuestra ciudad metodologías de este tipo, incluyendo diversos modelos de metástasis in vivo con células genéticamente modificadas”, cuenta el investigador.

Para poder concretar este aspecto del trabajo, para los científicos fue clave la posibilidad de utilizar las nuevas instalaciones del Centro de Investigación y Producción de Reactivos Biológicos (CIPReB, ex Bioterio Central) de la Facultad de Ciencias Médicas de la UNR, el cuál incorporó la tecnología y equipamiento necesario para el trabajo con cepas de ratones que permiten la experimentación con células tumorales humanas. “Contar con un bioterio moderno como el que se generó nos permite a muchos grupos de investigación de nuestra región, acceder al uso de modelos experimentales en cáncer que de otra forma no podríamos utilizar”, enfatiza Girardini.

Por Ana Paradiso – Centro Científico Tecnológico (CCT) CONICET Rosario

Grupo de investigación

Javier Girardini, investigador adjunto. IBR.

Carla Borini Etichetti. Becaria doctroal. IBR.

Carolina Di Benedetto. Becaria doctoral. IBR.

Carolina Rossi. IBR.

Mauricio Menacho-Marquez- Investigador independiente. IIDEFAR.

María Virginia Baglioni,. Becaria doctoral. Instituto de Genética Experimental  (Facultad de Ciencias Médicas, UNR).

Silvio Bicciato, Department of Life Sciences, University of Modena and Reggio Emilia, Modena, Italy.

Giannino Del Sal, Laboratorio Nazionale CIB, Area Science Park Padriciano, Trieste, Italy. Dipartimento di Scienze della Vita-Università degli Studi di Trieste, Trieste, Italy.

Dipartimento di Scienze della Vita-Università degli Studi di Trieste, Trieste 34127, Italy.