La inactivación de Pim quinasas potencia la muerte celular mediada por el ligando de muerte trail en glioblastoma

Abstract

El Glioblastoma multiforme (GBM) es un tipo de cáncer cerebral altamente agresivo producido por la proliferación descontrolada de las células astrocíticas. A pesar de ser el tumor cerebral primario más frecuente, las opciones terapéuticas son muy escasas, y el pronóstico que se plantea a los pacientes es muy pobre. El protocolo actual contra esta enfermedad consiste en eliminar la masa tumoral primaria con cirugía, seguida de un tratamiento combinado de radio- y quimioterapia con temozolomida. Sin embargo, la alta infiltración de células tumorales a través del tejido cerebral, unida a la gran resistencia que presentan las células de este tumor a la apoptosis inducida por la terapia estándar provocan la recaída del paciente a los pocos meses. De este modo, a pesar del gran esfuerzo que se está llevando a cabo en la investigación biomédica actual, los pacientes de GBM presentan una esperanza de vida de 14,6 meses. Ante este devastador escenario, urge la necesidad de encontrar nuevas terapias que planteen una esperanza curativa a estos pacientes. Uno de los proyectos de nuestro laboratorio estudia los mecanismos celulares y moleculares del GBM, con el fin de encontrar terapias de precisión más seguras y fiables para el tratamiento de esta enfermedad. En la presente tesis doctoral, proponemos el tratamiento con el ligando de muerte TRAIL para pacientes con glioma maligno. TRAIL es una citoquina perteneciente a la super-familia del factor de necrosis tumoral (TNF-Alfa) con capacidad de activar la vía extrínseca de apoptosis a través de sus receptores específicos. Tras su descubrimiento, esta terapia despertó un gran interés dada su alta capacidad de inducir apoptosis selectivamente en células tumorales. Lamentablemente, la mayoría de las células de GBM testadas en ensayos preclínicos son resistentes a la muerte inducida por TRAIL. Dado el enorme potencial que plantea este tipo de terapias, es importante identificar nuevas dianas terapéuticas que permitan vencer estos mecanismos de resistencia. Fruto de nuestras investigaciones, hemos encontrado que la inhibición de Pim quinasas es una excelente diana para sensibilizar a las células de GBM a la muerte inducida por TRAIL. Las Pim son una familia de serin/treonin quinasas altamente expresadas en tumores, que regulan procesos clave como proliferación, metabolismo, expresión de oncogenes, inhibición de la apoptosis y metástasis. Nuestros resultados han demostrado que tanto la inhibición química como genética de Pim quinasas sensibilizan a las células de GBM a la muerte inducida por TRAIL. Esta inducción de apoptosis está mediada por el receptor TRAIL-R2/DR5 y requiere de la activación de la vía mitocondrial para ser llevada a término. La sensibilización a TRAIL mediada por Pim quinasas tiene lugar en etapas tempranas de activación de la ruta extrínseca, concretamente durante la formación del complejo DISC, complejo formado por la citoquina, su receptor, el efector FADD y la caspasa-8 iniciadora. Nuestros resultados muestran como, tras la inhibición o silenciamiento de las Pim quinasas, se produce un incremento de los niveles de TRAIL-R2/DR5 en membrana, lo que favorece una mayor formación de DISC, incrementando la activación de caspasa-8. Nuestros resultados demuestran que la inhibición de Pim quinasas reducen la internalización, mediada por TRAIL, del receptor TRAIL-R2/DR5, lo que favorece una activación sostenida de la ruta extrínseca. La inhibición de Pim quinasas altera profundamente la firma de fosforilación de la célula. Una de las proteínas que más se altera es SQSTM1/p62. P62 es una proteína de andamiaje (scaffold), encargada de captar proteínas ubiquitinadas para presentarlas a LC3 en la cara interna del autofagosoma, por lo que es considerada un receptor de la autofagia selectiva. Nuestros resultados demuestran que p62 interacciona a nivel basal con TRAIL-R2/DR5 y el silenciamiento de p62 incrementa los niveles de TRAIL-R2/DR5. Estos datos sugieren que los niveles de este receptor están regulados a través de la vía lisosomal por p62. En un contexto de inhibición de Pim quinasas en cambio, la interacción entre p62 y TRAIL-R2/DR5 se inhibe, aumentando notablemente los niveles del receptor de muerte. Una de las fosforilaciones que desaparecen en p62 tras la inhibición de Pim quinasas es la de Ser332 en el dominio LIR. Este dominio es el encargado de la unión entre p62 y LC3. Un mutante constitutivamente fosforilado de p62 en este residuo inhibe notablemente el incremento de TRAIL-R2/DR5 y reduce la sensibilización a TRAIL que observamos tras la inhibición de Pim quinasas. Globalmente, nuestros datos suponen la primera evidencia de que la inhibición de Pim quinasas regula la sensibilidad a TRAIL en GBM, favoreciendo la presencia de TRAIL-R2/DR5 en membrana, poniendo de manifiesto la importancia del estado de fosforilación de p62 en la regulación de la apoptosis por la ruta extrínseca. Los resultados de esta tesis abren una nueva vía terapéutica para pacientes de GBM, basada en la sensibilización a TRAIL a través de la inhibición de las Pim quinasas.