Participación de componentes de la matriz extracelular en el crecimiento tumoral. Perspectivas de utilización en la enfermedad trofoblástica gestacional

SILVIA E. HAJOS

Buenos Aires

Simposio; Simposio “Avances en Inmunología Básica y Aplicada. De la mesada a la clínica; 2008

Academia Nacional de Farmacia y Bioquímica

Participación de Componentes de la Matriz Extracelular en el Crecimiento Tumoral. Perspectivas de Utilización en la Enfermedad Trofoblástica Gestacional. Dra. S. E. Hajos. Cátedra de Inmunología, IDEHU, Facultad de Farmacia y Bioquímica, UBA-CONICET.   Actualmente se conoce que la respuesta inmune, tanto innata como adaptativa, participa en forma activa en los efectos antitumorales que produce la terapia convencional, que utiliza tratamientos combinados que incluyen cirugía, radioterapia local y quimioterapia. Pero aún cuando parece que el tumor ha sido eliminado pueden quedar células dormidas que al cabo del tiempo llevan a la reincidencia y falla terapéutica. Para poder llegar a controlar el cáncer es necesario, además de la terapia convencional, poder estimular al sistema inmune para que éste elimine las células residuales. Si bien un tumor puede crecer en forma autónoma, es el producto de alteraciones en oncogenes, genes supresores de tumor, mediadores de apoptosis y otros, entre los que hay que incluir el microambiente que rodea al tumor, el estroma y la respuesta inmune. Esta última puede ser estimulada de tal forma que induzca respuestas celulares (apoptosis) y transforme a las células tumorales en inmunogénicas. Además ciertas drogas pueden inducir efectos colaterales estimulando al sistema inmune a través de depleción linfoide o de mecanismos inmunomoduladores sobre células efectoras de la respuesta inmune. De esta forma, la vacunación con antígenos tumorales podría sensibilizar al tumor para un tratamiento quimioterapéutico posterior. Las terapias que utilizan citoquinas, las vacunas que emplean células dendríticas y el tratamiento con anticuerpos, por ejemplo anticuerpos bloqueantes contra CTLA-4, tienen un 5-10% de efectividad en pacientes con melanoma y carcinoma renal, que son los sensibles al tratamiento. Esto hace que sea necesario mejorar este tipo de terapias dado que las células tumorales desarrollan mecanismos para evadir al sistema inmune permitiendo que el tumor se vuelva inmunoresistente por un proceso de inmunoedición. El ácido hialurónico (AH) es un componente esencial de la matriz extracelular en los vertebrados. Se lo encuentra rodeando a células en proliferación o migración y durante procesos inflamatorios. Es un polisacárido lineal compuesto por unidades repetidas de disacáridos de ácido D-glucurónico y N-acetil-D-glucosamina, con un peso molecular (PM) aproximado de 2-6x106 Da, aunque se ha encontrado AH de menor PM en sitios inflamatorios y de remodelación tisular. Las sintetasas Has1, Has2 y Has3 realizan su síntesis y luego es extruído hacia el exterior de la célula. La desregulación en la expresión de Has lleva a una producción anormal de AH, hecho que podría afectar el crecimiento tumoral. AH es metabolizado por endocitosis mediada por receptores y por enzimas específicas, las hialuronidasas, que lo degradan. Estudios recientes indican que los oligosacáridos (oAH) pueden competir con el polímero de alto PM por su unión al receptor CD44 e inhibir la proliferación y migración celular, modular la resistencia a multidrogas e inducir la apoptosis de células tumorales. Estos oligosacáridos ejercerían su efecto a través de la inhibición de las vías de PI3K/Akt y MAPK, induciendo apoptosis por aumento en la actividad de las caspasas. CD44 es una glicoproteína de la superficie celular involucrada en interacciones célula-célula y célula-ligando. Cumple una función importante en la hematopoyesis,  diferenciación y activación celular, homing y migración celular, por lo que ha sido propuesto como marcador de malignidad y metástasis. Se puede unir a varios ligandos: AH, fibronectina, factor de crecimiento de unión a heparina, osteopontina y condroitin sulfato. La resistencia a multidrogas (MDR) es un obstáculo para la terapia antitumoral dado que impide que actúen los quimioterápicos. Puede estar mediada por diversos factores, entre ellos la expresión de una bomba de eflujo de drogas (Pgp), alteraciones en la sobrevida celular o en las vías de señalización que llevan a la apoptosis. En nuestro laboratorio trabajamos desde hace varios años con líneas celulares obtenidas a partir de una leucemia murina e inicialmente realizamos la caracterización fenotípica y analizamos la expresión de la molécula de adhesión CD44, relacionada con la agresividad tumoral. Por tratamiento con vincristina o doxorubicina obtuvimos líneas resistentes a estos agentes, demostrando que tanto el tumor original como líneas sensibles (LBR-, LBRa, LBRc) y resistentes (LBR-D y LBR-V) expresaban CD44 en su superficie. En base a esto comenzamos a analizar los efectos biológicos asociados con la interacción entre CD44 y su ligando AH, a efectos de determinar la capacidad de AH para modular el comportamiento celular así como para analizar mecanismos moleculares que contribuyen a la sobrevida de las células leucémicas. Previamente se había descrito que la diseminación de células de linfoma podría ser dependiente de la interacción CD44-AH, sin embargo no estaba claro si el AH involucrado era el nativo (alto PM) o el de bajo PM. Por consiguiente analizamos el efecto de ambos sobre la migración de dos líneas celulares LBLa (más agresiva) y LBLc. Pudimos demostrar que AH de bajo PM indujo la migración de la línea LBLa, efecto dependiente de CD44 y de AH, dado que fue inhibido por tratamiento con anticuerpos anti-CD44 y con hialuronidasa. También evaluamos el efecto de AH sobre la activación de metaloproteasas (MMPs). Luego del tratamiento con AH las células LBLa presentaron un aumento en la actividad de la proenzima y de la forma activa de MMP-9. Este efecto sería dependiente del factor de transcripción nuclear NFkB ya que el tratamiento con BAY 11-7082 inhibió la actividad gelatinolítica y la transcripción del mensajero aún luego del tratamiento con AH. Dado que oligosacáridos de AH podrían ser capaces de modular el crecimiento y sobrevida de diferentes tipos de tumores sólidos quisimos determinar su efecto sobre líneas celulares de leucemia, ya que no había nada descrito. Encontramos que AH nativo aumentó la actividad basal de NFkB en las líneas sensibles y que oAH (pero no AH nativo) indujeron apoptosis, demostrando que este mecanismo es independiente de la vía de señalización de NFkB. Cuando evaluamos su modulación por BAY11-7082 y su efecto sobre la inducción de apoptosis encontramos que el inhibidor específico disminuyó la expresión de NFkB en una forma dosis-dependiente llevando a la apoptosis. oAH también indujeron apoptosis en las líneas resistentes así como una disminución de los niveles de survivina. Cuando se analizó la vía de señalización de PI3K/Akt, que podría estar relacionada con la MDR, encontramos mayor producción de fosfatidilinositol trifosfato (PIP3) y de Akt fosforilado (pAKT) en las líneas resistentes. La inhibición de esta vía por wortmanina o LY204002 aumentó la apoptosis y disminuyó la expresión de survivina, además, disminuyó la fosforilación de IkB y consecuentemente aumentó la actividad de NFkB. También evaluamos su efecto sobre la Pgp demostrando que los inhibidores fueron capaces de inhibir el eflujo de drogas (por acumulación de daunorubicina) en las líneas resistentes. Cuando analizamos el efecto de oAH encontramos que estos fragmentos también fueron capaces de bloquear la funcionalidad de la Pgp en las líneas resistentes, efecto inhibido por un anticuerpo anti CD44. Además, vimos que este tratamiento disminuyó la producción de PIP3 así como la expresión de Akt fosforilado en todas las líneas tumorales. Finalmente, oAH (pero no AH) produjeron aumento en la apoptosis en las líneas resistentes a través de la activación de la caspasa 3 y además fueron capaces de sensibilizar a las líneas resistentes a la acción de los quimioterápicos ya que el tratamiento combinado con VCR y oAH aumentó la apoptosis respecto del tratamiento solo con oAH. Se concluye que la vía de señalización de PI3K/Akt está involucrada en la resistencia a multidrogas en células tumorales linfoides y que su inhibición se correlaciona con una disminución en la expresión de survivina y activación de NFkB. Por otra parte, los oAH también podrían modular la resistencia a multidrogas por inhibición de la vía de PI3K/Akt así como por bloqueo de la actividad de la Pgp sugiriendo su posible utilización en combinación con quimioterápicos tradicionales para el tratamiento de estas patologías. Recientemente hemos demostrado que los niveles de AH en la unidad materno-fetal se encuentran aumentados en un modelo abortador murino en relación a la preñez normal, además, la expresión de Has y Hyals también se halla alterada. En función de ello y de los antecedentes expuestos en patologías tumorales decidimos transferir nuestra experiencia a la Enfermedad Trofoblástica Gestacional. Si bien existen trabajos clínicos publicados sobre esta patología, las bases moleculares de su desarrollo aún no están claras. Se propone caracterizar moléculas dentro de las vías de señalización que podrían ser utilizadas como blancos terapéuticos para su tratamiento con mínimos efectos adversos.