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Título : La vía de ERK5-MEF2 en Mieloma Múltiple: Implicaciones terapéuticas
Autor : Álvarez-Fernández, Stela
Director: Pandiella, Atanasio
Fecha de publicación : 2012
Editor: CSIC-USAL - Instituto de Biología Molecular y Celular del Cancer de Salamanca (IBMCC)
Resumen: [ES]: Las vías de MAPKs juegan un papel fundamental en una gran variedad de procesos biológicos, entre los que se encuentran el crecimiento y la proliferación celular, la migración, la diferenciación y la supervivencia. Por estar involucradas en tantos procesos, las alteraciones de estas vías se han relacionado de manera muy relevante con el desarrollo y progresión de diferentes tipos de tumores. La vía de ERK1/2 es la más estudiada y su funcionamiento es importante para una correcta hematopoyesis. Otra vía de MAPKs menos estudiada pero que también juega un papel fundamental en una gran variedad de procesos biológicos es la vía de ERK5. Esta quinasa también se ha relacionado con la hematopoyesis y estudios previos de nuestro grupo han demostrado también su importancia en el mieloma múltiple. Uno de los sustratos más conocidos de ERK5 son los factores de transcripción MEF2. Estos factores tienen un importante papel en el desarrollo cardiovascular, neuronal y músculo-esquelético. En vertebrados existen cuatro factores MEF2: MEF2A, B, C, D. Analizamos la expresión de estos factores en diferentes líneas celulares de mieloma múltiple (MM) y en muestras de pacientes. Los factores MEF2A, MEF2C y MEF2D, están sobreexpresados en muestras de pacientes de MM. MEF2C se encuentra, además, fosforilado de manera basal. Para investigar la función biológica de estos factores en las células de MM utilizamos por un lado una forma dominante negativa que impide la unión al ADN de estos factores pero mantiene la capacidad de homo/heterodimerizar, y por otro lado silenciamos la expresión de los factores MEF2C y MEF2D mediante horquillas de ARN. Observamos que la inhibición de estos factores en las células de MM inhibe la proliferación celular. Además, el tratamiento de líneas celulares de MM con bortezomib provoca la defosforilación de MEF2C y la disminución de los niveles proteicos de MEF2D, lo que sugiere que, estos factores, pueden jugar un papel en el mecanismo de acción de este fármaco en MM. Pese a los avances en el tratamiento del MM que han conseguido alargar la supervivencia de los pacientes, esta patología continúa siendo incurable, por lo que es necesario el desarrollo de nuevas terapias y la investigación de su efectividad en el tratamiento de los pacientes.
En base a la importancia demostrada de ERK5 en MM y a la sobreexpresión de sus sustratos, los factores MEF2 tanto en líneas celulares como en muestras de pacientes, consideramos interesante el estudio de TG02, un fármaco inhibidor de quinasas entre las que se incluye ERK5, como estrategia terapéutica en MM. TG02 muestra una potente eficacia in vitro en la inhibición de un amplio rango de CDKs y de otras quinasas, además de ERK5. En MM, la desregulación de las quinasas dependientes de ciclinas (CDKs) es un evento común, la mayoría de los pacientes presentan sobreexpresión o desregulación de alguna de las tres ciclinas tipo D que regulan estas CDKs, pero el MM es una patología compleja que implica la desregulación de diferentes vías además de las dependientes de CDKs. TG02 ejerció actividad antitumoral en varios modelos preclínicos de MM. Este fármaco inhibió de manera potente la proliferación de las células de MM incluso en un ambiente protector (tanto bajo la presencia de células estromales como tras la estimulación con factores de crecimiento). Además, indujo, ex vivo, la apoptosis de células plasmáticas de pacientes de MM sin afectar de manera drástica a los progenitores hematopoyéticos. El mecanismo de acción de TG02 sobre las células de mieloma fue principalmente la inducción de apoptosis, siendo la inhibición de la proteína MCL-1 importante en este proceso. Por último, TG02 presentó un efecto antitumoral in vivo en un modelo murino de xenoinjerto de MM humano: el tratamiento con TG02, tanto en monoterapia como en combinación con bortezomib o lenalidomida, indujo una inhibición significativa del crecimiento del tumor. TG02 es un nuevo inhibidor multiquinasa oral con una potente actividad antimieloma tanto in vitro como in vivo lo que indica que el espectro inhibitorio de este compuesto cubre vías oncogénicas importantes en el MM. Actualmente este compuesto se encuentra en ensayo clínico fase I en pacientes con MM refractario en EEUU.
[EN]: MAPK pathways play a key role in a variety of biological processes, including growth and include cell proliferation, migration, differentiation and survival. To be involved in many processes, alterations of these pathways have been implicated in a very important to the development and progression of different types of tumors. The route of ERK1 / 2 is the most studied and its performance is important for proper hematopoiesis. Another way of MAPKs less studied but it also plays a role in a variety of biological processes is the path ERK5. This kinase also been associated with hematopoiesis and previous studies by our group have also shown their importance in multiple myeloma. One of the most popular substrates are ERK5 MEF2 transcription factors. These factors have an important role in cardiovascular development, neural and musculoskeletal. In vertebrates MEF2 four factors: MEF2A, B, C, D. We analyzed the expression of these factors in different cell lines of multiple myeloma (MM) and in patient samples. The factors MEF2A, MEF2C and MEF2D, are overexpressed in MM patient samples. MEF2C is also so basal phosphorylated. To investigate the biological role of these factors in MM cells use one hand a dominant negative form which prevents DNA binding of these factors but maintains the ability to homo / heterodimerize, and secondly the expression silenced factor MEF2C and MEF2D by RNA hairpins. Observed that the inhibition of these factors on MM cells inhibits cell proliferation. Furthermore, treatment of MM cell lines with bortezomib causes MEF2C dephosphorylation and decreased MEF2D protein levels, suggesting that these factors may play a role in the mechanism of action of this drug in MM.
Despite advances in the treatment of MM have gotten extend patient survival, this disease remains incurable, making it necessary to develop new therapeutics and research of their effectiveness in the treatment of patients. Based on the demonstrated importance of ERK5 in MM and overexpression of their substrates, MEF2 factors in both cell lines and patient samples, considered interesting study TG02, kinase inhibitor drug between ERK5 included as therapeutic strategy in MM. TG02 shows potent in vitro efficacy in inhibiting a broad range of CDKs and other kinases, and ERK5. In MM, deregulation of cyclin-dependent kinases (CDKs) is a common event, most patients show overexpression or deregulation of any of the three D-type cyclins that regulate these CDKs, but the MM is a complex disease that involves deregulation of different ways besides the CDKs dependent. TG02 exerted antitumor activity in several preclinical models of MM. This drug potently inhibited proliferation of MM cells even in a protective environment (either in the presence of stromal cells and after stimulation with growth factors). Also induced, ex vivo, cell apoptosis MM patients plasma without drastically affecting the hematopoietic progenitors. The mechanism of action of TG02 on myeloma cells was primarily the induction of apoptosis, inhibition being Mcl-1 protein in this process. Finally, TG02 showed an antitumor effect in vivo in a xenograft murine model of human MM: TG02 treatment, both as monotherapy and in combination with bortezomib or lenalidomide, induced a significant inhibition of tumor growth. TG02 is a new oral multi-kinase inhibitor with potent activity antimyeloma both in vitro and in vivo indicating that the inhibitory spectrum of this compound covers major oncogenic pathways in MM. This compound is currently in phase I clinical trial in patients with refractory MM in USA.
Descripción : Tesis Doctoral presentada por la licenciada Dña. Stela Álvarez Fernández para optar al grado de Doctora por la Universidad de Salamanca y realizada en el Instituto de Biología Molecular y Celular del Cáncer.
URI : http://hdl.handle.net/10261/135913
Aparece en las colecciones: (IBMCC) Tesis
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