Papel del metabolismo de la glutamina en el control de la sensibilidad a TRAIL en células tumorales de mama

Abstract

Desde su descubrimiento en 1995, TRAIL ha sido considerado como un ligando de muerte capaz de inducir selectivamente apoptosis en un amplio rango de células tumorales sin afectar a las células normales. Sin embargo, en estos años se ha observado que muchas células tumorales y especialmente de tumores de mama, muestran resistencia a este ligando de muerte. La causa de esta resistencia es diversa y puede producirse tanto a nivel extracelular, previo a la inducción de la señalización de TRAIL en el interior celular, como a nivel intracelular, por bloqueo de las rutas de señalización. Trabajos previos indicaban que la combinación de TRAIL con otros tratamientos que afectan al metabolismo tumoral podía ser una buena estrategia para vencer la resistencia de células tumorales de mama. La glutamina juega un papel importante en el metabolismo de las células tumorales a través de su contribución a la homeostasis redox, la bioenergética, la síntesis de macromoléculas y la señalización. Los cánceres de mama triple negativos (TNBC) son altamente metastásicos y están asociados con un mal pronóstico. Este tipo de cánceres todavía representan un reto importante en su tratamiento, siendo la quimioterapia convencional la única opción terapéutica. Curiosamente, diferentes estudios han demostrado que las células TNBC son dependientes de la glutamina exógena para su supervivencia y crecimiento. En este sentido, se han propuesto inhibidores del transporte y metabolismo de la glutamina como potenciales terapias antitumorales. En esta tesis hemos demostrado que la privación de glutamina produce un aumento de la expresión de los receptores TRAIL‐R2/DR5 y una bajada de los niveles de la proteína antiapoptótica FLIP en células TNBC, seguido de una sensibilización a la apoptosis inducida por TRAIL. La quinasa GCN2, cuya activación ocurre en respuesta a la falta de aminoácidos, es responsable de la inducción de la expresión de TRAIL‐R2 a través de una vía de señalización que implica a los factores de transcripción ATF4 y CHOP. Por el contrario, la bajada de los niveles celulares de FLIP tras la privación de glutamina en TNBC se produce por un mecanismo independiente de GCN2, en el que tiene lugar una inhibición general de la síntesis de proteínas, como consecuencia de la falta de aminoácidos no esenciales. Aunque el aumento de la expresión de los niveles de TRAIL‐R2 mediante la activación de la ruta de GCN2 puede contribuir a la sensibilización a TRAIL, los resultados obtenidos mediante interferencia de ARN demuestran que la reducción de los niveles de cFLIP es el evento responsable de la marcada sensibilización de las células TNBC a la apoptosis inducida por TRAIL tras privación de glutamina.

Además, nuestros resultados demuestran que la inhibición farmacológica de las transaminasas aumenta los niveles de TRAIL‐R2 en membrana e inhibe la expresión de FLIP, sensibilizando a las células TNBC a TRAIL. Este último dato junto a otros obtenidos mediante el silenciamiento de enzimas clave implicadas en el metabolismo de la glutamina han permitido determinar la implicación de dicho metabolismo en la regulación de los niveles de FLIP y en la sensibilización a TRAIL. Por otro lado, la actividad glutaminasa de la enzima L‐asparraginasa (L‐ASNasa), utilizada en terapia antitumoral de leucemia linfática aguda, produce la sensibilización a TRAIL en las células TNBC. Los resultados obtenidos muestran que la L‐ASNasa provoca efectos similares a la privación de glutamina como son el aumento de los niveles de TRAIL‐R2 y la bajada de FLIP en las células TNBC. Por último, se ha llevado a cabo un estudio del papel del metabolismo de la glutamina en la sensibilidad de las células iniciadoras del cáncer de mama triple negativo, población responsable de la resistencia a las terapias convencionales y de la reaparición de los tumores. Los resultados obtenidos demuestran que este tipo de células también es dependiente de la glutamina extracelular para mantener la resistencia a TRAIL. Todos estos datos indican que el metabolismo de la glutamina podría ser una diana antitumoral en combinación con la activación de los receptores proapoptóticos de TRAIL en TNBC.