La depleció selectiva de cèl·lules troncals metastàtiques en el tractament de càncer colorectal

Oncologia: Un dels objectius de la recerca oncològica es troba mecanismes que bloquegin la disseminació metastàtica de tumors. A través de la metàstasi, un determinat tipus de motor, originat en un òrgan, pot afectar altres òrgans: en aquesta fase el càncer s’agreuja i es fa molt més difícil de tractar. Un grup d’investigadors que fan part del CIBER de Bioenginyeria, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN), amb seu a Barcelona, presenten a la revista EMBO Molecular Medicine una recerca sobre l’eliminació selectiva de cèl·lules troncals selectives en un model de càncer colorectal en ratolí. En el càncer colorectal, aquestes cèl·lules es caracteritzen per la sobreexpressió de CXCR4, receptor de membrana que n’augmenten les funcions de tràfic i la capacitat iniciadora de metàstasi. Céspedes et al. valoren l’activitat antimetastàtica d’un nanoconjugat (T22-GFP-H6-FdU) que allibera selectivament floxuridina (FdU) en cèl·lules CXCR4+. La floxuridina provoca dany en l’ADN d’aquestes cel·lules, la qual cosa en promou l’apoptosi. La depleció selectiva d’aquestes cel·lules redueix la capacitat de reiniciació tumoral. En aquest sentit, el nanoconjugat es demostra com més efectiu que l’administració d’oligo-FdU lliure, tant en cultius cel·lulars com en models de ratolí de CRC derivats de pacients. A més, el nanoconjugat afavoreix la regressió de metàstasis establertes: i no tan sols ho fa de forma més efectiva que l’oligo-FdU lliure, sinó amb una major selectivitat, en minimitzar la distribució o toxicitat de FdU en els teixits normals.

Céspedes et al. han estudiat en un model de ratolí un mecanisme per a l’eliminació selectiva de cèl·lules troncals metastàtiques de tumors colorectals. L’actuació es fa a través del receptor CXCR4, que caracteritza aquestes cel·lules

El control de la disseminació metastàtica: una necessitat mèdica encara no coberta

En el càncer colorectal (CRC), com en altres tipus de càncer, les metàstasis constitueixen la primera causa de mort. Hom disposa de teràpies adjuvants que limiten les metàstasis i que perllonguen la supervivència: però són tractaments altament tòxics i no completament eficaços. Es fa necessari el desenvolupament d’agents antimetastàtics menys tòxics i més efectius. Per assolir-ho, Céspedes et al. consideren que la recerca preclínica ha de centrar-se més en el control metastàtic que en el tumor primari, emprant models de càncer metastàtic. Aquesta recerca preclínica hauria de conduir a assaigs clínics en pacients sense metàstasi o amb una malaltia metastàtica limitada.

En un tumor, les cèl·lules troncals tumorals són aquelles que tenen capacitats d’autorenovació i diferenciació. Les cèl·lules troncals metastàtiques són aquelles que, a més d’aquestes capacitats, tenen funcions de tràfic. En el CRC s’ha identificat el receptor CXCR4, el qual confereix a les cèl·lules que l’expressen a la membrana una major capacitat de d’iniciació i de disseminació metastàtiques. Clínicament, un tumor CXCR4+ té un pitjor pronòstic.

Un dels objectius de la nanomedicina oncològica és la distribució selectiva de fàrmacs, que alhora que n’augmenta l’eficàcia en redueix la toxicitat. Fa uns anys, aquest grup de recerca produí el nanoconjugat T22-GFP-H6-FdU, a través de la unió covalent d’una nanopartícula proteica que és ligand de CXCR4. D’aquesta manera, el nanconjugat és captat selectivament per cèl·lules CXCR4+. El principi actiu del nanoconjugat és la FdU, floxuridina, un anàleg nucleotídic d’efectes citotòxics que s’utilitza ja actualment en el tractament de metàstasi de CRC en fetge.

Céspedes et al. mostren ara que T22-GFP-H6-FdU presenta una biodistribució selectiva cap a focus tumorals i metastàtics en models de ratolí de CRC (tant de línia cel·lular com de cèl·lules derivades de pacients). Els nanoconjugats són efectivament internalitzats per les cèl·lules CXCR4+ que, per la toxicitat de la FdU, entren en apoptosi.

El desenvolupament de T22-GFP-H6-FdU

El nanoconjugat T22-GFP-H6-FdU és integrat pels components següents:
– T22, que és ligand del receptor CXCR4.
– GFP, proteïna fluorescent verda, marcador que permet monitoritzar la seva distribució.
– H6: cua d’histina.
– oligo-FdU: oligonucleòtid de floxuridina. La conformació oligonucleotídica permet que cada nanoconjugat sigui portador d’una vintena de molècules de FdU.

L’activitat in vitro de T22-GFP-H6-FdU

En cultius cel·lulars de la línia CRC SW1417 es comprovà l’activitat in vitro del conjugat. Aquesta línia tumoral expressa CXCR4 de manera constitutiva en la membrana. Mitjançant la citometria de flux, Céspedes et al. comprovaren que el nanoconjugat era internalitzat per aquestes cèl·lules. El nanoconjugat era alhora més citotòxic que no pas l’administració d’oligo-FdU lliure.

L’activitat de T22-GFP-H6-FdU en models in vivo

El model subcutani de CXCR4+ SW1417 en ratolí s’aconsegueix amb el transplantament subcutani de cèl·lules d’aquesta línia tumoral en ratolí. En aquest model, Céspedes et al. analitzaren l’activitat del conjugat. Comprovaren la seva internalització selectiva. També comprovaren que l’administració d’AMD3100 (antagonista del CXCR4), bloquejava la internalització del nanoconjugat.

L’activitat antitumoral de FdU depèn de la formació de trencaments en la cadena doble de l’ADN (DSBs). Mitjançant γ‐H2AX IHC, Céspedes et al. seguiren el model subcutani de SW1417 en ratolí la formació de focus de DSBs. El nanoconjugat, efectivament, augmentava els focus de DSBs. També seguiren l’activitat caspasa-3 per immunohistoquímica: el nanoconjugat estimulava aquesta activitat, indicadora del procés apoptòtic (de suïcidi cel·lular). Amb la tinció de Hoechst podien seguir els nivells de mort cel·lular per condensació o defragmentació nuclear: el nanoconjugat resultava en aquest sentit també més efectiu que l’oligo-FdU lliure.

L’administració de T22-GFP-H6-FdU en aquest model de ratolí comportava, 48 hores després, una depleció selectiva de cèl·lules CXCR4+. Aquest efecte, però, era transitori, i a les 72 h, la fracció tumoral CXCR4+ ja s’havia recuperat ni que fos parcialment. En aquest sentit, l’oligo-FdU tenia un efecte menor i menys selectiu però més persistent. Céspedes et al. conclouen que un tractament amb nanocojugat hauria de seguir un interval de dosi de 3 dies.

El nanoconjugat en la formació d’esferoides tumorals in vitro

Quan una supensió de cèl·lules CXCR4+ és abocada en plaques de baixa adhesió i amb medi de cultiu, aquestes acaben format esferoïdes. Si es treball amb una línia SW1414 en la que s’ha transduït la luciferasa, hom pot seguir més fàcilment la formació d’aquestes estructures. En aquest assaig, Céspedes et al. comproven com el nanoconjugat redueix la formació d’esferoides.

El nanoconjugat en models de ratolí derivats de CRC de pacients

Un d’aquests models consisteix en la implantació en el cec de ratolins de cèl·lules tumorals procedents de CRC humans. Als 7 dies de la implantació, hom assajava l’administració de 100 μg de conjugat durant 2 dies consecutius. En ratolins sacrificats 24 hores després, era possible seguir els efectes del nanoconjugat sobre els tumors transplantats: el nanoconjugat bloquejava la intravasació.

En ratolins Swiss nude, el transplantament de cèl·lules bioluminiscents de CRC condueix a la formació de metàstasi en ganglis limfàtics i en pulmó. En aquest model, Céspedes et al. comprovaren que els nanoconjugats podien reduir la formació de metàstasi.

En un altre model de ratolí, amb transplantament ortotòpic de CRC M5 CXCR4+, el nanoconjugat impedia la formació de metàstasis hematògenes i transcelòmiques.

T22-GFP-H6-FdU: el primer compost que assoleix un efecte antimetastàtic selectiu

El nanoconjugat nucleoproteic T22-GFP-H6-FdU és un dels primers compostos que es demostra en recerca preclínica com a posseïdor d’un efecte antimetastàtic selectiu.

Lligams:

Selective depletion of metastatic stem cells as therapy for human colorectal cancer. María Virtudes Céspedes, Ugutz Unzueta, Anna Aviñó, Alberto Gallardo, Patricia Álamo, Rita Sala, Alejandro Sánchez‐Chardi, Isolda Casanova, María Antònia Mangues, Antonio Lopez‐Pousa, Ramón Eritja, Antonio Villaverde, Esther Vázquez, Ramón Mangues. EMBO Mol. Med. pii: e8772 (2018)

Aquesta entrada ha esta publicada en 6. La Civilització. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir el correu brossa. Aprendre com la informació del vostre comentari és processada