Enriquecimiento de subpoblaciones de células madre cancerígenas en base a su capacidad de adhesión y estudio de micrornas específicos: desarrollo de terapias selectivas mediante fármacos y nanopartículas

Abstract

Las células madre cancerígenas (CSCs, del inglés cancer stem cells) son responsables de la progresión tumoral, la metástasis, la resistencia a la terapia antitumoral y la recurrencia, siendo de especial relevancia su identificación y aislamiento. En este trabajo mostramos una nueva metodología de aislamiento de células cancerígenas de colon y mama con características de CSCs en base a su capacidad de adherencia a la superficie de cultivo. Estos resultados demuestran que la subpoblación de células cancerígenas sensibles a la tripsina (TS, del inglés Trypsin-sensitive) muestra una mayor actividad ALDH, una mayor habilidad para excluir el colorante Hoechst 33342, una mayor proporción de células con un fenotipo de marcadores superficiales de CSCs y un enriquecimiento en células formadoras de esferas y colonias. Posteriores estudios con la línea de cáncer de mama MDA-MB-231 revelaron que la subpoblación TS expresa mayores niveles de SLUG, SNAIL, vimentina y ncadherina, mientras que muestra una pérdida de expresión de e-cadherina y claudina, siendo este perfil característico del proceso EMT (del inglés epithelialmesenchymal transition). En la subpoblación TS, CXCL10, BMI1 y OCT4 estaban sobreexpresados, siendo asociada su expresión con un peor pronóstico. Además, estudios in vivo en ratones NOD scid gamma (NSG) demostraron que las células TS de la línea celular MDA-MB-231 formaban más y mayores tumores con menor latencia; y poseían un mayor potencial metastásico cuando se inyectaron en la vena de la cola. Por otro lado, hemos llevado a cabo análisis bioinformáticos con el fin de seleccionar varios microARNs (miRs) relacionados con el fenotipo CSC que fueron finalmente validados en diferentes subpoblaciones. De hecho, las subpoblaciones seleccionadas en base a su capacidad de adhesión difieren en la expresión de algunos miRs, tales como miR-34a-5p, miR-34c-5p, miR-21-5p, miR-93-5p y/o miR-100-5p, los cuales están involucrados en EMT y/o autorrenovación celular. Además, las líneas de cáncer de colon, HCT 116 y HT- 29, y la línea celular de colon normal, CCD-18Co, difieren entre ellas en su perfil de expresión de miRs. Ambas líneas cancerígenas de colon mostraban una elevada expresión de miR-142-3p, estando miR-15b-5p y miR-590 únicamente sobreexpresados en la línea HT-29. Por el contrario, miR-199a-5p y miR-370 se encontraron expresados en menor medida en ambas líneas celulares de colon respecto a la línea CCD-18Co. Estos diferentes perfiles de expresión alientan a futuras investigaciones para el uso de los miRs seleccionados con valor pronóstico y/o terapéutico en el ámbito clínico. La presencia de CSCs en el tumor es responsable, en parte, de la resistencia a las terapias farmacológicas tradicionales que actúan frente a células con altas tasas de división celular. Por lo tanto, es necesario desarrollar nuevas terapias dirigidas frente a estas subpoblaciones. Nosotros hemos estudiado el uso de nanopartículas (NPs) inocuas de polietileno que pueden ser usadas para el transporte de anti-miRs. NPs cargadas con anti-miR-21-5p disminuyeron la formación de melanosferas en subpoblaciones enriquecidas de CSCs. Otra estrategia terapéutica que hemos llevado a cabo ha consistido en el desarrollo de nuevos compuestos frente a CSCs. En este sentido, hemos demostrado que los compuestos derivados de p-Nitrobencenosulfonamidas eran más activos que los derivados de purina y 5-FU, y mostraban una mayor actividad frente a CSCs de melanoma. El conocimiento de la distribución celular es crucial para el diseño de agentes más selectivos y eficientes en la terapia frente al cáncer. El compuesto fluorescente analizado en el presente trabajo fue de gran utilidad para elucidar la distribución de este fármaco en el interior celular. En conclusión, hemos desarrollado una metodología no agresiva, fácil, barata y reproducible para aislar prospectivamente células con características de CSCs de mama y colon. Esto representa un punto importante para posteriores estudios biológicos y preclínicos, como el análisis de perfiles de expresión específicos de miRs o la selección de posibles nuevas terapias como la síntesis de nuevos compuestos antiproliferativos o NPs asociadas a antimiRs terapéuticos.