Este hallazgo puede marcar un hito en el desarrollo de fármacos de nueva generación

En las últimas décadas se ha desarrollado la terapia dirigida con el uso de los primeros fármacos que actúan específicamente contra dianas (causas) moleculares del cáncer, lo que aumenta su eficacia y reduce los efectos secundarios. Muchos de ellos son fármacos que inhiben la acción de enzimas llamadas tirosina-quinasas, y han supuesto un avance significativo en el tratamiento dirigido contra varios tipos de cáncer. Por eso es relevante que el grupo del investigador Iván Plaza-Menacho, del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), haya descubierto un nuevo mecanismo de activación para la primera tirosina-quinasa conocida, que es también el primer oncogén.

“Hemos descubierto un nuevo paradigma en el mecanismo de acción del primer oncogén identificado, c-Src, con importantes implicaciones en el descubrimiento de fármacos de nueva generación”, explica Plaza-Menacho, jefe del Grupo de Quinasas, Fosforilación de Proteínas y Cáncer del CNIO.    El estudio se publica en Nature Communications.

Un oncogén sobreactivado en los tumores más prevalentes

Las quinasas modifican químicamente otras proteínas agregándoles el grupo químico fosfato, y esa modificación (la fosforilación) actúa como señal química que activa la proliferación celular. Cuando las quinasas funcionan mal las células reciben constantemente la orden de proliferar, dando lugar a la formación de un tumor.

Esta relación entre el cáncer y c-Src se descubrió molecularmente a finales de los años setenta, pero pese al tiempo transcurrido aún no se entiende del todo, y se sigue investigando. El oncogén c-Src aparece sobreactivado en aproximadamente el 50 por ciento de tumores de colon, hígado, pulmón, mama, próstata y páncreas. Lo que desvela el nuevo trabajo es un nuevo mecanismo, inesperado, por el que c-Src puede activarse a sí mismo de forma autónoma mediante la autofosforilación (el proceso por el cual una proteína se fosforila así misma) y provocar cáncer.

El oncogén c-Src aparece sobreactivado en aproximadamente el 50% de tumores de colon, hígado, pulmón, mama, próstata y páncreas

Hasta la fecha se sabía que la función y actividad del oncogén c-Src están controlados por otra proteína quinasa, CSK, que fosforila una tirosina clave en c-Src para inhibir su actividad. Pero los investigadores del CNIO muestran ahora que c-Src, además, “tiene la capacidad de regular de forma autónoma la fosforilación de dicha tirosina clave fosforilándose así misma”, señala Iván Plaza.

Los autores han logrado diseccionar a alta resolución la secuencia de autofosforilación, y también cómo se produce el ensamblaje de la molécula activa que actúa como quinasa, con la molécula que es fosforilada que actúa como substrato.

Nueva diana terapéutica

Existen inhibidores dirigidos contra la actividad de c-Src con aplicaciones terapéuticas. Por ejemplo, dasatinib ha sido aprobado para el tratamiento de pacientes con leucemia mieloide múltiple y leucemia linfocítica aguda. Actualmente hay en curso ensayos clínicos con pacientes de cáncer de mama metastático, cáncer de colon y próstata con inhibidores que actúan sobre la actividad de c-Src con otras quinasas, por ejemplo, bosutinib, bafetinib o saracatinib.

Los nuevos resultados obtenidos por el grupo del CNIO tienen implicaciones importantes en el diseño y búsqueda de nuevos fármacos

Los nuevos resultados obtenidos por el grupo del CNIO “tienen implicaciones importantes en el diseño y búsqueda de fármacos de nueva generación que bloqueen de una manera más específica la función alostérica y no catalítica como substrato de c-Src”, señala Iván Plaza-Menacho. El investigador avanza que “en el futuro queremos determinar la estructura tridimensional de c-Src en su formato completo, y saber cómo se ensambla y con qué moléculas es capaz de interaccionar y regular a nivel celular cuando está hiperfosforilada en cáncer”.

Referencia

Cuesta-Hernández H N, Contreras J, Soriano-Maldonado P, Sánchez Wndelmer J, Yeung W, Martín Hurtado A, et al. An allosteric switch between the activation loop and a c-terminal palindromic phospho-motif controls c-Src function. Nat Commun[Internet].2023[citado 4 nov 2023]; 6548. https://doi.org/10.1038/s41467-023-41890-7

6 noviembre 2023 | Fuente: CNIO| Tomado de Noticias

El cáncer de hígado es uno de los tumores más frecuentes en todo el mundo y con peor pronóstico. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), en 2012 se contabilizaron 745 000 defunciones por esta causa en todo el mundo, una cifra superada solamente por el cáncer de pulmón. La forma más agresiva y también la más frecuente es el carcinoma hepatocelular, o hepatocarcinoma (HCC), sobre el que todavía se conoce muy poco y existen escasas opciones terapéuticas.

Ahora, investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) han conseguido el primer modelo de ratón que reproduce fielmente las fases del HCC humano, desde que aparecen las primeras lesiones en el hígado hasta el desarrollo de la metástasis.

Los resultados, publicados en la prestigiosa revista Cancer Cell (doi.org/10.1016/j.ccell.2014.10.002.), indican que dietas ricas en nicotinamida ribósido (NR), un derivado de la vitamina B3, protegen a estos ratones del desarrollo de HCC ya en sus fases más iniciales, cuando el estrés genotóxico causa daños en el ADN celular. También demuestran un efecto curativo de la dieta en aquellos ratones que habían desarrollado previamente la enfermedad.

Un modelo de ratón para el cáncer hepático humano

Un obstáculo en el estudio del HCC humano es la ausencia de modelos en ratón que copien la enfermedad, sobre los que investigar rutas moleculares o nuevas terapias. Puesto que el HCC humano está asociado a alteraciones en la supervivencia celular y el oncogén URI interviene en este proceso, los investigadores crearon mediante ingeniería genética ratones que contenían niveles elevados de URI solamente en hígado y de forma controlada en el tiempo.

Un obstáculo en el estudio del hepatocarcinoma humano es la ausencia de modelos en ratón que copien la enfermedad

Después de 30 semanas con altos niveles de URI, los ratones generaron tumores esporádicos en el hígado, e incluso metástasis cuando la inducción del gen persistió en el tiempo. Según describe el trabajo, la molécula que orquesta estos cambios es la nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+), un compuesto universal de los seres vivos necesario para quemar calorías mediante el metabolismo celular.

“El aumento de URI disminuye el NAD+ celular y como consecuencia produce estrés genotóxico y daño en el ADN”, explica Nabil Djouder, jefe del grupo de Factores de Crecimiento, Nutrientes y Cáncer del Programa de la Fundación BBVA-CNIO de Biología Celular del Cáncer y líder del estudio. “Sin embargo, todavía no está claro por qué el déficit de NAD+ provoca estas lesiones”, añade.

Metabolismo energético y cáncer

La aparición de daño en el ADN es el primer eslabón en la cadena de sucesos que activan el proceso carcinogénico en el hígado, incluso antes que la apoptosis o muerte celular como estaba descrito en la literatura. “Habitualmente decimos que los oncogenes inducen daños en el ADN. Ahora, podemos decir, más apropiadamente, que los oncogenes inducen la disminución de NAD+, lo que causa daños en el ADN”, aclara Djouder.

La relación inversa entre NAD+ y cáncer despertó la curiosidad de los investigadores: ¿podría un incremento de NAD+ tener efectos beneficiosos sobre la enfermedad? Cuando los científicos suplementaron la dieta de los ratones modificados genéticamente con nicotinamida ribósido, un derivado de la vitamina B3 que aumenta los niveles intracelulares de NAD+, no observaron desarrollo tumoral. Incluso, cuando administraron esta dieta a ratones que ya habían desarrollado la enfermedad, los tumores reducían de tamaño y desaparecían.

Los resultados se han reproducido en otros tipos de tumores como el de páncreas. “Observamos los mismos resultados sobre ratones con adenocarcinomas pancreáticos que tienen daño en el ADN, por lo que pensamos que este tratamiento podría ser eficaz en otros  tumores causados por oncogenes que provocan daño en el ADN, y por consiguiente un déficit de NAD+”, sostiene Krishna Tummala, primer firmante del trabajo.

Los resultados se han reproducido en otros tipos de tumores como el de páncreas

Además de trabajar con el modelo de ratón, los autores han cotejado los resultados sobre casi un centenar de muestras humanas. “Las procedentes de pacientes con HCC contienen niveles de URI que duplican los de las muestras sanas”, indica el artículo. Los datos, que además asocian a URI con una peor prognosis o evolución de la enfermedad, sitúan al gen como un posible nuevo marcador en cáncer de hígado.

Futuro de las investigaciones

Varios estudios epidemiológicos coinciden en asociar dietas pobres en triptófano –precursor de NAD+– con un aumento en la incidencia de determinados tipos de cáncer. También se ha observado que los suplementos diarios de vitamina B3 en poblaciones con deficiencias nutricionales crónicas reducen la incidencia de algunos tipos de cáncer,  como el de esófago.

A pesar de los resultados, los investigadores alertan de que la eficacia de los suplementos nutricionales potenciadores de NAD+ como terapia combinada en oncología no está demostrada en humanos. El equipo de Djouder ha comenzado una colaboración con el Programa de Investigación Clínica del CNIO, liderado por el oncólogo Manuel Hidalgo, para ampliar los estudios en ratones y valorar el posible salto a humanos.
noviembre 20/2014 (SNIC)

Krishna S. Tummala, Ana L. Gomes, Mahmut Yilmaz,  Latifa Bakiri, Isabel Ruppen, Vinayata Sheshappanavar. Inhibition of De Novo NAD+ Synthesis by Oncogenic URI Causes Liver Tumorigenesis through DNA Damage. Cancer Cell. Oct 2 2014