MUERTE CELULAR MEDIADA POR RECEPTORES: ROL DE LAS

BOLETÍN ESCUELA DE MEDICINA U.C., PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE
VOL. 31 Nº1 2006
MUERTE CELULAR MEDIADA POR RECEPTORES: ROL DE LAS
HORMONAS ESTEROIDALES OVÁRICAS EN LA APOPTOSIS
INDUCIDA POR EL LIGANDO “TRAIL” EN CÁNCERES
GINECOLÓGICOS.
Mauricio Cuello F.(1), Sumie Kato C.(2), Anil Sadarangani K.(3), Claudia Saez S.(4), Roger
Gejman E.(5), Gareth Owen(6), Stanley Lipkowitz (7)
INTRODUCCIÓN
El cáncer en Chile constituye la segunda
causa de muerte en la población
(~22%), siendo superado sólo por las
enfermedades cardiovasculares. Los
cánceres de endometrio y ovario,
considerados como dependientes de
hormonas esteroidales ováricas son
causa de aproximadamente 500 muertes
anuales, lo que corresponde a un 5 a
7% de todas las muertes por cánceres
que afectan a la mujer (1). El aumento
en la expectativa de vida y los cambios
en la distribución etaria de la población
chilena hace presumir que la incidencia
de ambos cánceres aumentará en los
próximos años y así también el número
de muertes esperables (1). Durante
las últimas tres décadas, se han hecho
avances importantes en el tratamiento
de estas entidades. En la actualidad, es
ampliamente aceptado que la cirugía,
la radioterapia, la quimioterapia o la
combinación de éstas, tienen un impacto
importante en el control y cura de la
enfermedad cuando se diagnostica en
etapa precoz. Diferente escenario es el de
pacientes en etapa avanzada en donde,
a pesar de modalidades combinadas
de tratamiento, la mortalidad por
enfermedad se mantiene elevada. Esta
condición se presenta en 1 de cada 4
pacientes con cáncer de endometrio y
en 3 de cada 4 casos de cáncer de ovario
y la sobrevida a 5 años no supera el 10
a 20% y el 40%, respectivamente (2). A
fin de encontrar nuevas terapias que
mejoren los resultados hasta ahora
alcanzados, los esfuerzos se han centrado
en entender mejor los mecanismos que
promueven y controlan el proceso de
carcinogénesis. Del conocimiento que se
obtenga sobre la célula cancerosa será
posible identificar blancos moleculares
para el desarrollo de nuevas terapias más
efectivas e idealmente más selectivas en
tratar el cáncer.
El presente artículo pretende resumir
nuestro trabajo en pos de entender
mejor las variables involucradas en la
carcinogénesis del endometrio y ovario
con especial énfasis en el rol de los defectos
de la apoptosis. Tratándose de neoplasias
consideradas hormonodependientes, ha
sido de nuestro interés, el determinar
como las hormonas pueden influir en
dicha apoptosis defectuosa. Creemos
que un blanco molecular en la cadena
de la apoptosis, susceptible de modularse
mediante hormonas, sería la familia de
los receptores de muerte celular.
A fin de facilitar la lectura del manuscrito
lo hemos dividido en cuatro secciones. La
primera versa sobre que es la apoptosis y
su rol en la enfermedades, dentro de ellas
el cáncer. La segunda parte se refiere a los
mecanismos que controlan la apoptosis.
La tercera parte aborda las alteraciones
en el balance proliferación/apoptosis que
ocurren en los cánceres ginecológicos.
La última parte se refiere al rol de las
hormonas esteroidales ováricas en cáncer
de endometrio y ovario y su potencial
efecto sobre la cascada apoptótica
gatillada por receptores de muerte.
APOPTOSIS Y CÁNCER
Desde principios del siglo XX
numerosos reportes fueron hechos sobre
la existencia de una forma particular
de muerte celular en ausencia de
inflamación. No fue sino hasta la década
de los setenta cuando se reconoció que
las células sufren un proceso fisiológico
de muerte in vivo caracterizado por
ausencia de inflamación, contracción
celular, irregularidad de la membrana
citoplasmática, condensación de la
cromatina y fragmentación nuclear (3).
Este proceso fue llamado apoptosis.
Estudios posteriores indicaron que las
células tumorales presentaban defectos
en la apoptosis. De hecho, la pérdida
del recambio celular natural inducido
por apoptosis es considerado uno de los
1) Profesor Auxiliar. Departamento de Obstetricia y Ginecología
2) Investigador Asociado. Departamento de Obstetricia y Ginecología
3) Alumno del Programa de Doctorado. Depto. Ciencias Fisiológicas, Facultad de Ciencias Biológicas
4) Investigador Asociado. Laboratorio de Hemostasia, Depto. Hematología y Oncología
5) Instructor Asociado. Departamento de Anatomía Patológica
6) Profesor Auxiliar . Depto. Ciencias Fisiológicas, Facultad de Ciencias Biológicas
7) Laboratory of Cellular and Molecular Biology. Center for Cancer Research, National Cancer Institute, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, EEUU
Financiamiento:
FONDECYT: 1050744 y 1020715
Correspondencia : [email protected]
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elementos centrales en la carcinogénesis
(4). Con la caracterización de este
fenómeno, el cáncer pasó de ser una
enfermedad con alteraciones de la
proliferación a una con desbalance
entre proliferación y apoptosis. En los
años siguientes se caracterizaron los
componentes de la red que controla el
proceso de apoptosis, identificándose
las rutas que modulan la muerte celular.
En la actualidad se sabe que alteraciones
en este proceso no sólo se presentan
en cáncer sino en una serie de otras
enfermedades que afectan al ser humano
(ej. enfermedades neurodegenerativas,
autoinmunes, del desarrollo embrionario,
daño isquémico, etc) (5). En el cáncer
los defectos de la apoptosis favorecen la
proliferación y crecimiento sin control
que le caracteriza. Por contraste, en
las enfermedades neurodegenrativas,
la activación indebida de la cascada
apoptótica conduce a la muerte
prematura de las neuronas. Así, defectos
en la apoptosis tanto de activación como
de su inhibición o no ocurrencia son
determinantes centrales de múltiples
enfermedades.
A fines de los años noventa comenzaron
a develarse los mecanismos moleculares
que regulan la apoptosis. Esto motivó
a diferentes grupos de investigadores a
modular las vías de la apoptosis como
una nueva estrategia terapéutica contra
el cáncer mediante la restauración o la
estimulación de la apoptosis. (6)
MECANISMOS MOLECULARES
DE LA APOPTOSIS
Una red de señales de traducción celular
controla en forma precisa el proceso de
apoptosis (ver Figura nº 1). Los reguladores
de la apoptosis pueden dividirse en forma
amplia en tres categorías: inductores,
efectores y ejecutores. Dentro de los
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Figura 1 : Esquema ilustrativo de las diferentes rutas de muerte celular. La vía extrínseca es gatillada por la
unión de ligandos como FasL o TRAIL a sus respectivos receptores (FAS, TRAIL-R). La vía intrínseca es gatillada
por fenómenos de stress celular como los generados por agentes genotóxicos y depende de la actividad
mitcondrial. Factores de sobrevida (ej: EGF, IGF) modulan la muerte celular.
inductores de apoptosis están el retiro
de factores de sobrevida como son las
citoquinas o los factores de crecimiento,
la exposición a agonistas de los receptores
de muerte celular (tales como FAS/
CD95L y el factor de necrosis tumoral)
o la exposición a agentes genotóxicos
tales como radiación, luz ultravioleta
y quimioterapia. Los inductores son
agentes o condiciones que gatillan los
efectores (‘dan la orden’). Los efectores
son las cascadas intracelulares que
trasmiten la señal de muerte (‘buscan
a quien debe cumplir la orden’), y los
ejecutores son los eventos intracelulares
al final de la vía que causan la apoptosis
(‘ejecutan la orden’).
La inducción de apoptosis ocurriría a
través de al menos dos rutas separadas
y paralelas. Una de ellas es dependiente
de la mitocondria y es modulada por la
liberación de proteínas pro-apoptóticas
desde ese organelo al citoplasma. Esta
ruta es comúnmente referida como
la “vía intrínseca” debido a que son
moléculas internas las que generalmente
la activan. Agentes genotóxicos como
quimioterapia y radiación determinan
una respuesta de estrés celular que
induce apoptosis a través de esta vía
(7). La otra ruta conocida como la “vía
extrínseca” involucra la activación de la
cascada apoptótica a través de receptores
en la membrana en respuesta a señales
(ligandos) extracelulares (5). Inductores
de esta vía son los miembros de la
familia del factor de necrosis tumoral
de receptores de muerte celular (8).
Una vez activado el receptor se inicia
la fase ejecutora intracelular. Durante
dicha fase efectora, la señal apoptótica
puede ser inhibida y la célula sobrevivir,
o ser transmitida pasado un punto
llamado ‘sin retorno’ en la cual la célula
indefectiblemente va a morir. Esta fase
efectora es regulada a diferentes niveles.
La liberación mitocondrial de citocromo
C parece estar cerca del punto sin
retorno y es estrechamente regulada por
moduladores pro- y anti-apoptóticos que
incluyen a los miembros de la familia
Bcl-2 (Ej. Bcl-xL, BAX y Bid). La ruta
MUERTE CELULAR MEDIADA POR RECEPTORES. - DR. MAURICIO CUELLO, et al.
de muerte celular que es independiente
de la mitocondria también estimularía
apoptosis y es regulada por moléculas
como FADD (proteína asociada al
dominio de muerte del ligando FAS).
Interesantemente, las señales de sobrevida
que gatillan la cascada de quinasas PI3/
Akt/PKB, pueden inhibir tanto las vías
dependientes como independientes de
la mitocondria. Un evento que distingue
a las células que sufrirán apoptosis es
la activación de al menos una de las
caspasas consideradas iniciadoras, las
caspasas 8 y 9 (y recientemente caspasa
2). La fase ejecutora de la cascada
de caspasas conlleva la activación de
caspasas adicionales (caspasas efectoras)
en una cascada auto-perpetua e
irreversible, como también de nucleasas
que subsecuentemente atacan sustratos
celulares críticos llevando a la muerte
celular (9).
DESBALANCE ENTRE
PROLIFERACIÓN Y APOPTOSIS
EN CÁNCERES GINECOLÓGICOS
En la carcinogénesis del endometrio y
del ovario se producen alteraciones que
favorecen el crecimiento, la proliferación
y diseminación del cáncer. Dichas
alteraciones incluyen la expresión
exagerada de receptores en la membrana
celular para factores de crecimiento (por
ej.: EGFR, erbB2) (10, 11), de receptores
hormonales (por ej.: receptores para
estrógenos, progesterona y andrógenos)
(12-15) y la actividad exagerada de
quinasas que favorecen la sobrevida y
proliferación (ej. en cáncer de ovario la
sobre-expresión de la actividad quinasa
AKT y en cáncer de endometrio el
defecto en su inactivación por pérdida
de la actividad fosfatasa de PTEN) (16,
17). Además de estas alteraciones, existen
defectos en los mecanismos que controlan
la muerte celular determinando la
pérdida del potencial apoptótico. En
desmedro de la apoptosis, en ambos
cánceres se han reportado mutaciones
del gen p53 (18, 19) como también
la expresión de proteínas inhibitorias
(ej.: IAPs y survivin) de la activación
de las caspasas (enzimas cruciales en
gatillar la cascada de la apoptosis)(20,
21) y la sobreexpresión de proteínas
anti-apoptóticas de la familia Bcl-2 que
afectan la función mitocondrial (ej.: Bcl2 y Bcl-xL) (22, 23).
Las hormonas esteroidales (estrógenos,
progesterona y andrógenos) participan
en el proceso de carcinogénesis de
estos cánceres (13, 24, 25). Estudios
muestran
que
epidemiológicos
condiciones hormonales como el
embarazo, el uso de anticoncepción
oral y la terapia hormonal de reemplazo
pueden tener un rol que favorecería o
impediría su ocurrencia (25-28). Más aún,
los cambios hormonales que ocurren en
la perimenopausia, harían incrementar
la incidencia de ambos cánceres. Ambos
tipos de cáncer expresan receptores
para estrógenos y progesterona (25, 29).
Estudios moleculares tienden a atribuir
un papel protector a la progesterona al
promover diferenciación e inhibir la
proliferación celular. Por contraste los
estrógenos y posiblemente los andrógenos
(a través de su conversión periférica a
estrógenos) favorecerían la proliferación
celular e inhibirían la apoptosis (15, 30,
31). El aumento de su incidencia en
la perimenopausia sería explicado en
parte así, por cambios hormonales que
favorecerían un ambiente estrogénico
local tanto ovárico como endometrial
(31). En la menopausia, los estrógenos
son producidos por la conversión
periférica de andrógenos de origen tanto
adrenal como ovárico. Dicha conversión
-a estrona- es mediada por la acción
de una enzima aromatasa en tejidos
periféricos (piel, músculo, grasa y hueso).
La actividad aromatasa también ocurre
y está aumentada locamente en ambos
cánceres. Los estrógenos intratumorales
derivados desde dicha aromatización
in situ favorecerían el crecimiento y
proliferación (31).
APOPTOSIS MEDIADA POR
RECEPTORES DE MUERTE
CELULAR: INFLUENCIA
HORMONAL
Los receptores de muerte celular de
la familia de receptores del factor de
necrosis tumoral (por ej. los receptores
de TNF y FAS) inducen apoptosis una
vez unidos a sus ligandos específicos
(ligandos TNF y FAS respectivamente) a
través de la activación de la cascada de
las caspasas (8, 32). La modulación de
esta vía de apoptosis se ha considerado
como un potencial tratamiento del
cáncer. Sin embargo, esta idea se ha
visto amenazada no sólo por la falta de
eficacia sino por la toxicidad observada.
Así, TNF no es capaz de inducir apoptosis
en la mayoría de las células cancerosas
(33) y FAS causa daño hepático letal
(34). Un miembro de la familia TNF
llamado TRAIL (TNF-related apoptosis
inducing ligand) se une a los receptores
TRAIL-R1 (DR4) y TRAIL-R2 (DR5) e
induce apoptosis mediada por caspasas
(35). A diferencia de otros ligandos de la
familia TNF, TRAIL induciría apoptosis
selectivamente en líneas celulares de
cáncer respetando las células normales
(36-39). Esto ha sido corroborado
en modelos animales donde TRAIL
induciría regresión de injertos tumorales
sin toxicidad sobre tejidos normales (37,
40). Esta capacidad de inducir apoptosis
selectivamente ha promovido el estudio
de TRAIL para su uso como nueva
terapia en cáncer (ver Figura N˚2).
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Figura 2 : Esquema que ilustra la muerte celular gatillada por el ligando TRAIL. Una vez ligado a su receptor
(TRAIL-R1, TRAIL-R2) gatilla la activación de la cascada de las caspasa lo que lleva a muerte celular. Cuando se
une a receptores truncados (TRAIL-R3, TRAIL-R4) no se gatilla dicha señal
Sin embargo, no todas las células
cancerosas sufren apoptosis cuando son
expuestas a TRAIL. Previamente hemos
demostrado que la mayoría de las líneas
celulares de cáncer de mama y ovario son
resistentes a la inducción de apoptosis
mediada por TRAIL (41, 42). Resultados
similares han sido encontrados en otras
líneas tumorales (38, 43-45). Varios
mecanismos pueden controlar la
8
sensibilidad a TRAIL (46, 47). Dentro
de ellos se incluyen la expresión de
receptores llamados ‘decoy receptors’
(TRAIL-R3/DcR1 y TRAIL-R4/DcR2)
o de formas mutadas de TRAIL-R1 los
cuales se unen a TRAIL pero no activan
la cascada de las caspasas (36, 48, 49),
la expresión de moléculas inhibitorias en
la vía de la apoptosis tales como FLIP,
IAP-1, IAP-2, XIAP y survivin (50-53),
la actividad exagerada de quinasas que
promueven sobrevida como Akt y la
activación y translocación de factores
de transcripción anti-apoptóticos tales
como NF-KB (54, 55) (ver Figura N˚2).
Nuestros estudios en cáncer de mama
y ovario han fallado en identificar
los determinantes más importantes
para la sensibilidad a TRAIL (41, 42,
54). Recientemente reportamos que
la combinación de diferentes agentes
quimioterapeúticos y TRAIL es capaz de
inducir apoptosis en líneas celulares que
muestran resistencia con cada agente
por separado (41, 42) (ver Figura N˚3).
Esto ha sido corroborado por otros,
particularmente en cáncer de ovario (5658). Esta interacción se explicaría por
una activación sinergística de la cadena
de las caspasas por la combinación de
estos agentes comparado con cada uno
por separado. Recientemente, se ha
reportado la existencia de diferentes vías
de activación de la cadena de caspasas
por efecto de TRAIL (59) (ver Figura
N˚4). Como se ha descrito para el ligando
FAS, existirían células cancerosas en las
cuales para la activación efectiva de la
cadena de caspasas bastaría sólo la unión
del ligando a su receptor (células tipo I),
en cambio en otras, sería indispensable la
activación de la vía intrínseca de muerte
celular (células tipo II) (60). En las células
tipo II, el proceso de apoptosis requiere
de la activación de la mitocondria y de la
liberación de citocromo c para generar
un mecanismo de autoamplificación en
la cascada de caspasas (59). Los agentes
quimioterapeúticos activan la vía
intrínseca, en tanto que TRAIL, a través
de los receptores de muerte celular,
activa la vía extrínseca. La combinación
es capaz de activar eficientemente la
vía intrínseca llevando a un incremento
significativo en la apoptosis (ver Figura
N˚3). Esto nos ha llevado a considerar
que tanto en cáncer de mama y ovario
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Figura 3 : Apoptosis inducida por TRAIL en cáncer de ovario. A) Aumento apoptosis mediada por TRAIL inducida por la adición de quimioterapia (adriamicina,
paclitaxel, cisplatino) en la línea SKOV3 (medida por fracción sub G0/G1 mediante citometría de flujo). B) Muerte mediada por TRAIL con o sin Fenretinide (4HPR) en
la línea A2780 parental (vector vacío PCDNA3) y transfectada con BCl-xL (2A3, 2B4). C) Western blot mostrando la inhibición de la liberación de citocromo c (cytosol
cyt c) desde la mitocondria cuando se sobreexpresa Bcl-xL. D) Estabilización del potencial transmembrana de la mitocondria en clon (2A3) que sobre-expresa Bcl-xL
(demostrado por citometría de flujo con tinción de DiCO6(3)). (figuras tomadas y modificadas de referencias (52) y (72) con permiso del autor).
las células cancerosas en su mayoría se
comportarían como células tipo II.
Aunque TRAIL en combinación con
quimioterapia efectivamente induce
apoptosis en células cancerosas resistentes,
este aumento de apoptosis también
ocurren en células normales (41). Esto
nos ha llevado a buscar otros agentes
que selectivamente puedan aumentar la
sensibilidad a TRAIL pero manteniendo
la indemnidad de las células normales.
Recientemente hemos encontrado que
agentes que gatillan la vía mitocondrial
de la apoptosis en líneas de cáncer de
ovario, como fenretinide y resveratrol,
incrementan la muerte mediada por
TRAIL respetando las líneas celulares
normales (61) (ver Figura N˚3).
En esta búsqueda de agentes que
modulen selectivamente la activación
de la vía de TRAIL, probablemente las
hormonas esteroidales ováricas sean otro
blanco a considerar. Ya existe evidencia
que demuestra la influencia que las
hormonas ejercen en los mecanismos
de apoptosis (62). Estudios en cánceres
hormono-dependientes (mama, ovario y
endometrio) y en otros tejidos (ej. tejido
neural) han mostrado que los estrógenos
tendrían un rol protector a la apoptosis
al promover la expresión de proteínas
antiapoptóticas tales como Bcl-2 y Bcl-xL
(proteínas que controlan la vía apoptótica
dependiente de la mitocondria) (63-66).
Por contraste, la progesterona tendría un
rol facilitador al inhibir dichas proteínas
como también al inducir la expresión
de otras que favorecen apoptosis (ej.
BAX y p53) (67-70). Estudios en cáncer
de mama y tejido neural muestran que
los estrógenos inhibirían la apoptosis
mediada por otros receptores de muerte
celular de la familia TNF tales como FAS
y TNF (71, 72). Recientemente, estudios
sobre el rol etiopatogénico de TRAIL
en
enfermedades
desmielinizantes
afectando oligodendrocitos sugerirían
un rol protector de 17-ß-estradiol en
la apoptosis mediada por TRAIL (73).
El rol protector de los estrógenos en la
muerte inducida por TNF y FAS sería
mediado por aumento en la actividad de
quinasas que promueven proliferación
e inhiben apoptosis tales como Akt (74).
Para TRAIL, la protección obedecería
a un efecto de los estrógenos a distintos
niveles: en la cascada de muerte celular
gatillada por TRAIL, incluyendo
inhibición de fosforilación de ciertas
quinasas, induciendo un incremento en
los niveles de Bcl-2 y Bcl-xL e inhibiendo
el efecto de TRAIL sobre los niveles de
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Figura 4: Tipos de cascada de muerte celular gatillada por TRAIL. En células tipo I, la cascada se gatilla
eficientemente independiente de la activación mitocondrial. En células tipo II, la cascada depende de la
activación mitocondrial y de un mecanismo de reforzamiento entre caspasas.
sus propios receptores (73). Dentro de
las quinasas afectadas por los estrógenos,
nosotros y otros, hemos demostrado
previamente que la actividad quinasa
de Akt es un mecanismo importante
en determinar la sensibilidad a TRAIL
tanto en cáncer de mama como ovario
(55, 75). La actividad de dicha quinasa
es modulada por factores de crecimiento
extracelulares como por ejemplo la familia
del factor de crecimiento epidérmico
(EGF) (55, 76). La inhibición de dichas
señales potencia la apoptosis inducida por
TRAIL y sería mediada por la activación
de la vía mitocondrial de la cascada de
apoptosis (76). Interesantemente los
tumores hormono-dependientes como el
cáncer de mama, ovario y endometrio,
coexpresan frecuentemente receptores
para hormonas esteroidales y para
factores de crecimiento de la familia
EGF (77-79). Existen evidencias que
indican una interacción entre estas
dos vías en mama y endometrio. Entre
10
ellas, estudios que indican que tanto los
estrógenos como la progesterona son
capaces de modular la expresión de
receptores para EGF (78). Así también
existe evidencia que sugiere un papel
de los receptores de la familia EGF en
la actividad de los receptor de estrógenos
que requeriría de la actividad de Akt
(80). Por último ha sido descrito el papel
del receptor erbB-2 en la modulación
de los efectos de 17-ß estradiol sobre
MAPK, efecto que favorece proliferación
y metástasis en células de cáncer de
mama (81). Esta conversación cruzada
modularía los efectos observados con
la estimulación de cada uno de estos
receptores (82). Además, también existiría
la convergencia de señales en pasos
posteriores de la cascada de traducción
lo cual determinaría la potenciación
recíproca de señales (83).
Otros mecanismos además de los ya
descritos podrían explicar la acción de
las hormonas sobre la cascada apoptótica
mediada por TRAIL. Uno de ellos sería
el efecto de las hormonas esteroidales,
particularmente
los
estrógenos,
sobre la actividad mitocondrial. Tal
como señalamos previamente, la
actividad
mitocondrial
(fenómeno
de depolarización de la membrana
mitocondrial) parece ser central en
determinar la sensibilidad a TRAIL
particularmente en líneas celulares de
cáncer de ovario (61). Recientemente,
ha sido demostrada la localización
de receptores de estrógenos en la
mitocondria (84). El rol exacto que juega
la presencia de receptores de estrógenos
en la mitocondria aun no se conoce.
Estudios en cultivos de hepatocitos de
origen murino sugieren la participación
en la transcripción de genes codificados
por DNA mitocondrial como son las
subunidades citocromo oxidasa I, II
y III, en un aumento de la actividad
mitocondrial respiratoria con aumento de
los niveles de ATP celular y un aumento
en los niveles proteicos de Bcl-2. Dichos
eventos han sido asociados a la inhibición
de la apoptosis mediada por TGFß en
estas células (85). Interesantemente un
metabolito endógeno de los estrógenos, 2metoxiestradiol (2-ME), induce apoptosis
en líneas de cáncer de próstata a través
de un mecanismo genómico mediado
por p38 MAPK (incremento de niveles
de p53) y uno no genómico mediado
por c-jun NH2-terminal quinasa (JNK)
(reducción de la fosforilación de Bcl2) (86). El mecanismo no genómico se
explicaría por activación de la cascada
mitocondrial como se ha observado
en células de sarcoma de Ewing (87).
Abdollahi y cols. han sugerido un rol de
p38-MAPK en la apoptosis mediada por
TRAIL (88). Así también, Weldon y cols.
han sugerido que la inhibición de p38MAPK sensibilizaría células de cáncer
de mama que son resistentes a TRAIL
MUERTE CELULAR MEDIADA POR RECEPTORES. - DR. MAURICIO CUELLO, et al.
que condiciones que modifican la
comunicación celular -como incubación
con ácido retinoico en líneas de cáncer de
mama- afectan la sensibilidad a TRAIL.
Así por ejemplo, en células pobremente
comunicadas, el hecho de aumentar la
comunicación determinaría aumento de
la apoptosis inducida por TRAIL (datos
no publicados).
Figura 5: Sobrevida observada -mediante ensayo colorimétrico de MTS (reducción mitocondrial de la sal de
tetrazolium a formazan) en condiciones basales y luego de tratamiento con TRAIL (200 ng/ml durante 16
hrs) en células normales y cancerosas de cuello, endometrio y ovario. ECN, EEN y OVN se refieren a cultivos
primarios de cuello, endometrio y ovario normal, respectivamente.
y TNF (89). Este mismo mecanismo -vía
JNK/p38 MAPK- ha sido postulado como
explicación del sinergismo observado
entre TRAIL y quimioterapia (90).
Un mecanismo alternativo que puede
explicar el efecto de las hormonas sobre
la sensibilidad a TRAIL es el cambio
de la comunicación celular inducido
por hormonas esteroidales. Evidencia
reciente sugiere que la señal de muerte
celular inducida por TRAIL se trasmite
entre células (fenómeno conocido como
efecto “bystander”) y que dicho fenómeno
requiere del contacto entre células (91).
Dicho efecto se ha demostrado en células
epiteliales y fibroblastos tratados con
radioterapia (92-94). Interesantemente,
cambios en la comunicación celular
ocurren tanto en endometrio humano
durante el ciclo menstrual como en
ovario durante el estro de la oveja (95,
96). Así también se han descrito cambios
en la comunicación celular en la
carcinogénesis de ambos tejidos (97-99).
Por lo tanto, resulta atractivo determinar
el rol que juega la comunicación celular
en la apoptosis mediada por TRAIL.
La Dra. Claudia Sáez y su grupo han
observado que bajo ciertas condiciones
hormonales, particularmente con la
combinación de tamoxifeno y ácido
all-trans-retinoico, pueden modificar la
comunicación celular mediada por gapjunctions en cáncer de mama (100). Así
también, junto a ella hemos observado
En suma, la dependencia hormonal de
los cánceres de endometrio y de ovario,
los efectos múltiples que las hormonas
esteroidales tienen en proteínas de la
cascada de apoptosis (particularmente a
nivel de la mitocondria) y eventualmente
en la transmisión entre células de la
señal de apoptosis gatillada por TRAIL,
hacen de las hormonas esteroidales un
blanco propicio cuya modulación pueda
selectivamente favorecer la muerte
celular mediada por TRAIL en células
cancerosas versus las normales.
Existe escasa información sobre los efectos
que tienen los estrógenos, progesterona o
sus derivados en la sensibilidad a apoptosis
mediada por TRAIL. Prácticamente no
hay información sobre los efectos que
Figura 5: Diferentes técnicas para confirmar la apoptosis inducida por TRAIL. A) morfología de células
A2780 con y sin tratamiento con TRAIL (200 ng/ml por 16 hrs). B) Escalera de DNA en células Ishikawa (IK) y
MDA-MB-231 con (T) y sin (C) tto. con TRAIL. C) Western-Blot que muestra la forma clivada de PARP (p85)
en células IK y endometriales normales (EEN) con (T) y sin (C) tto. con TRAIL . D) Actividad de caspasas in vitro
en células IK con y sin tto. con TRAIL.
11
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las hormonas esteroidales tendrían en
la expresión de las distintas proteínas
que participan de esta cascada mediada
por TRAIL, excepto los estudios en la
expresión de Bcl-2, Bcl-xL y p53.
A la fecha, hemos observado que
TRAIL induciría apoptosis en cáncer de
endometrio, ovario y cuello uterino (ver
Figuras N˚5 y 6). Datos preliminares
obtenidos en nuestro laboratorio
apoyarían la influencia de las hormonas
esteroidales ováricas en la sensibilidad de
TRAIL tanto para cáncer de endometrio
como ovario. Hemos observado que
la combinación de estrógenos más
progesterona (en rango similar al
observado en condiciones fisiológicas en
plasma) incrementa la apoptosis mediada
por TRAIL en cáncer de endometrio
Mientras TRAIL solo induce apoptosis
en células Ishikawa (variedad de células
de cáncer de endometrio) en un rango
no superior al 20% a 25%, la adición
de esta combinación de hormonas
esteroidales eleva la apoptosis observada
al 40% a 50%. A la fecha hemos evaluado
diferentes preparados hormonales.
Interesantemente,
un
metabolito
del estradiol (2-metoxiestradiol) ha
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mostrado inducir la apoptosis mediada
por TRAIL tanto en líneas celulares
comercialmente
disponibles
(ej.
A2780, Ishikawa, HEC-A1) como en
cultivos primarios establecidos desde
cáncer de ovario y endometrio. Más
importante aún, ha mostrado toxicidad
selectiva sobre cáncer sin afectar tejidos
reproductivos normales (explantes y
cultivos de epitelio del ovario, epitelio y
estroma de endometrio, trompa uterina
y cuello uterino) (ver Figura N˚7). Los
mecanismos detrás de este fenómeno
están en vías de ser elucidados. Del
entendimiento que de ellos alcancemos
dependerá la posibilidad de utilizar la
apoptosis inducida por receptores de
muerte celular y la modulación mediada
por hormonas en el tratamiento del
cáncer de endometrio y ovario.
Cabe señalar, que los hallazgos observados
en líneas celulares tienen limitaciones.
Se trata de un modelo in vitro, en el
cual las condiciones son controladas y
por ende no necesariamente reflejan lo
que ocurrirá in vivo. La proliferación y
apoptosis son procesos cuya regulación in
vivo depende de variables intracelulares
-dentro de ellas-, la comunicación
cruzada entre cascadas de señales, de
estímulos extracelulares conocidos y
otros inesperados, de la comunicación
intercelular, de la influencia ejercida
por otros tejidos vecinos (ej. VEGF y
endotelio vascular) e incluso de otros
órganos, así como también de variables
ambientales a las que se expone el
individuo
(radiación,
tabaquismo,
drogas, etc). Por ello, ratificadas nuestras
observaciones in vitro, y entendiendo
mejor los mecanismos detrás de su
ocurrencia, es un paso necesario futuro,
el poder reproducir estos resultados
en modelos que se acerquen más a las
condiciones in vivo, vale decir, modelos
animales y posteriormente a través de los
estudios clínicos en humanos.
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