Hasta un 3% de la población podría ser portadora de un polimorfismo genético que aumenta el riesgo de inflamación, según indica un reciente estudio del Instituto Walter y Eliza Hall de Australia.

El polimorfismo genético, localizado en el gen MLKL, está relacionado con la necroptosis, un tipo de muerte celular que se activa en respuesta a la presencia de patógenos. La necroptosis es un proceso especialmente dramático para las células, qué prácticamente explotan y liberan al exterior todo su contenido. Mediante esta respuesta, que tiene un efecto altamente inflamatorio, se previene la transmisión de patógenos, al tiempo que se alerta al organismo de su presencia.

MLKL codifica para una proteína que regula uno de los últimos pasos activadores de la necroptosis. Cuando MLKL no funciona correctamente se compromete la capacidad de las células para activar la necroptosis. Consecuentemente, diferentes variantes genéticas que reducen su función se han relacionado con enfermedades humanas.

Recientemente, los investigadores del Instituto Walter y Eliza Hall de Australia han caracterizado una variante, MLKL S132P, que aumenta la función de MLKL. Esta circunstancia también puede resultar perjudicial, al generar una respuesta inflamatoria excesiva. De hecho las personas portadoras de esta variante muestran diferentes perfiles de enfermedad inflamatoria.

La variante de aumento de función interfiere con un mecanismo regulador de MLKL

Como mecanismo de seguridad la función de MLKL puede ser regulada de forma endógena por la célula (o exógena con ciertos fármacos), a través de una modificación que consiste en una fosforilación en la serina 83 de la proteína, que inhibe a MLKL.

En diversos experimentos con células humanas los investigadores observaron que la variante MLKL S132P convierte a MLKL en resistente a esta fosforilación y aumenta su función activando la muerte celular. Además, en modelos de ratón con la mutación equivalente, el equipo detectó anomalías en la hematopoyesis de emergencia que se inicia en respuesta a infección o inflamación para generar más células inmunitarias, así como una capacidad alterada para defenderse frente a la infección por el patógeno Salmonella.

Implicaciones de los resultados

A partir de los resultados obtenidos los investigadores plantean que la presencia de la variante MLKL S132P puede influir en el riesgo a desarrollar enfermedades inflamatorias o tener reacciones graves ante ciertas infecciones, en combinación con otros factores como el estilo de vida, la exposición a patógenos y otras variantes genéticas.

“Todavía no hemos etiquetado esta variante del gen MLKL con ninguna enfermedad en particular, pero vemos un potencial real de que se combine con otras variantes genéticas, y otras señales ambientales, para influir en la intensidad de nuestra respuesta inflamatoria”, ha señalado Joanne Hildebrand, investigadora del Instituto Walter y Eliza Hall y directora del proyecto.

“Para la mayoría de nosotros, el MLKL se detiene cuando el cuerpo le dice que pare, pero el 2-3% de las personas tienen una forma de MLKL que es menos sensible a las señales de parada”, ha destacado el Sarah Garnish, investigadora del Instituto Walter y Eliza Hall y primera firmante del trabajo. “Aunque el 2-3 % no parece mucho, si tenemos en cuenta la población mundial, esto suma muchos millones de personas portadoras de una copia de esta variante genética”.

Por otra parte, por su papel en la necroptosis, investigaciones previas habían sugerido que MLKL podría ser una diana de interés para el desarrollo de fármacos para enfermedades inflamatorias. En este escenario deberá considerarse o evaluarse si estos fármacos también son efectivos en las personas portadoras de una variante de ganancia de función como MLKL S132P. Especialmente, si los fármacos están dirigidos a inhibir la fosforilación en la posición Ser 86.

Otra cuestión a resolver es por qué se ha mantenido la variante en la especie humana. Una posible explicación es que tenga un efecto beneficioso. “Los cambios genéticos de este tipo no suelen acumularse en la población a lo largo del tiempo, a menos que haya una razón para ello: generalmente se transmiten porque hacen algo bueno”, explica el Dr. Garnish. “Estamos estudiando las desventajas de tener este cambio genético, pero también buscamos las ventajas”.

Referencia

Garnish SE,  Martin KR, Kauppi M, Jackson VE, Ambrose R, Ven Eng V, et al. A common human MLKL polymorphism confers resistance to negative regulation by phosphorylation. Nat Commun[Internet]. 2023[citado 29 oct 2023];28;14(1):6046. doi: http://dx.doi.org/10.1038/s41467-023-41724-6.

30 octubre 2023 | Fuente: Genotipia| Tomado de Genética Médica

Uno de los mecanismos de resistencia a quimioterapia de las células tumorales es entrar en un estado de proliferación reducida o ciclo celular lento para evitar la muerte celular inducida por el fármaco.

La quimioterapia ataca a las células que proliferan de forma descontrolada. Algunas células tumorales son capaces de enlentecer su ciclo celular de manera que evitan la acción del tratamiento. No sólo adquieren esta quimioresistencia sin necesidad de mutaciones genéticas, sino que son capaces de una vez acabado el tratamiento, incluso años más tarde, recuperar la velocidad de proliferación provocando la progresión del tumor y la recaída del paciente.

Investigadores del Vall d´Hebron Instituto de Oncología (VHIO), que forma parte del Campus Vall d´Hebron, coliderados por el jefe del Grupo de Células Madre y Cáncer, el Dr. Hector G. Palmer, y la investigadora sénior del mismo grupo, la Dra. Isabel Puig, han identificado el factor DPPA3 como la molécula encargada de regular la adquisición de un ciclo celular lento por parte de las células tumorales de cáncer colorrectal y, por lo tanto, hacerlas resistentes a la quimioterapia. Los resultados del estudio se han publicado en la revista Cell Reports.

«La mayoría de los pacientes con cáncer colorrectal adquieren resistencia a la quimioterapia de forma relativamente rápida y acaban sufriendo recaídas» explica el Dr. Hector G. Palmer. «Una de nuestras líneas de investigación es descubrir los mecanismos que regulan la progresión de la enfermedad y la adquisición de resistencias para tratar de hallar nuevos biomarcadores y dianas terapéuticas que eviten las recaídas».

Reactivar la proliferación de las células tumorales

El estudio que ha publicado la revista Cell Reports es el resultado de los trabajos de tesis de las investigadoras Estefanía Cuesta y Cándida Salvans en el Grupo de Células Madre y Cáncer del VHIO.

«Estudiamos la sobreexpresión de DPPA3 en muestras de tumores primarios y metástasis de pacientes con cáncer colorrectal» afirma la Dra. Estefanía Cuesta primera autora del estudio junto a Cándida Salvans «y observamos que los pacientes que tenían niveles altos de DPPA3 recaen más a menudo que los que no, por lo tanto, es un factor capaz de predecir la recaída no por mutaciones genéticas sino por plasticidad celular. Además, aquellos pacientes que expresaban altos niveles de DPPA3 en el tumor primario dejaron de expresarlo en la metástasis. Esto sugiere que DPPA3 se desactiva en algún momento durante la progresión de la enfermedad para permitir a las células metastáticas que han resistido a la quimioterapia volver a proliferar».

Los investigadores plantearon dos posibles estrategias para controlar las recaídas. «Por un lado, si durante el tratamiento con quimioterapia somos capaces de bloquear este factor y evitar que las células adopten el estado durmiente, seguirán siendo sensibles a la quimioterapia que será más efectiva. La otra estrategia sería mantener la sobreexpresión de DPPA3 una vez acabado el tratamiento para evitar que recuperen el ciclo de proliferación y se mantengan latentes, evitando la recaída» explica la Dra. Isabel Puig.

Sin embargo, según modelos computacionales, debido a su estructura desordenada, actualmente no es viable diseñar un fármaco que se una e inhiba el factor DPPA3. «Por ese motivo decidimos estudiar las vulnerabilidades de las células que expresan este factor para tratar de bloquearlo de forma indirecta» afirma el Dr. Palmer.

Círculo vicioso entre células durmientes e hipoxia

El Grupo de Células Madre y Cáncer ha diseñado dos modelos celulares que replican las condiciones de los tumores de los pacientes que expresan altos niveles DPPA3 y resisten a la quimioterapia. «Gracias a estos modelos hemos sido capaces de descubrir el eje hipoxia-DPPA3, un círculo vicioso en el que niveles elevados de la proteína HIF1 (regulador de la hipoxia) mantienen niveles elevados de DPPA3 y viceversa, haciendo que las células tumorales continúen dormidas y adquieran resistencia a la quimioterapia» describe Cándida Salvans.

Este estudio ha permitido identificar el factor DPPA3 como biomarcador que predice quimioresistencia y recaída de los pacientes y HIF1 como potencial diana terapéutica para desactivar el estado de latencia de las células y hacerlas sensibles a la quimioterapia.

Dado que actualmente los inhibidores de HIF1 son todavía muy tóxicos, el siguiente paso del equipo de investigadores tras descubrir este mecanismo es «utilizar estos modelos celulares para descubrir otras formas de romper este círculo vicioso entre DPPA3 y HIF1 que permitan sensibilizar estas células a la quimioterapia» sugiere la Dra. Puig.

«Mediante el uso de ratones avatar,» concluye el Dr. Héctor G. Palmer «sería muy interesante enfocar experimentos preclínicos para evaluar la eficacia terapéutica de combinar el bloqueo del eje DPPA3-HIF1 con quimioterapia en réplicas de tumores de pacientes con altos niveles de DPPA3″.

Esta investigación ha sido posible gracias al apoyo de la Asociación Española Contra el Cáncer, la Fundación «la Caixa», la Fundación FERO, la Agencia Estatal de Investigación y el Instituto de Salud Carlos III, CIBERONC (Centro de Investigación Biomédica en Red Cáncer), la Fundación Olga Torres y el Programa Horizon 2020 de la Unión Europea.

Referencia

Cuesta-Borràs E, Salvans C , Arqués O, Chicote  I, Ramírez L,  Cabellos L, et al.  DPPA3-HIF1α axis controls colorectal cancer chemoresistance by imposing a slow cell-cycle phenotype. Cell Reports[Internet].2023[citado 3 oct 2023] 42(8)8: 112927. DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112927.

3 octubre 2023 |Fuente: IMMedico | Tomado de Oncología

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