El sistema somatostatina/cortistatina/neuronostatina y el complejo ARN-exosoma como fuentes novedosas para la identificación de herramientas diagnósticas, pronósticas y terapéuticas útiles en el cáncer de próstata
- Autores: Prudencio Sáez Martínez
- Directores de la Tesis: Manuel D. Gahete Ortíz (dir. tes.), Rául Miguel Luque Huertas (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2024
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Gracia Navarro (presid.), Elena Gonzalez-Rey (secret.), Riccarda Granata (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad de Córdoba
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
1. Introducción o motivación de la tesis:
El cáncer de próstata (CaP) es una de las patologías tumorales más relevantes para el sistema sanitario, ya que cada año se registran 1.3 millones de nuevos casos y 400,000 muertes asociadas en todo el mundo (1,2). Los abordajes clínicos actuales de esta patología son similares en todo el mundo. En concreto, el tacto rectal (DRE), los niveles del antígeno prostático específico (PSA), y una biopsia con aguja gruesa son necesarios para diagnosticar un CaP (3-5). Sin embargo, diferentes técnicas basadas en la imagen [por ejemplo, la resonancia magnética (MRI), la tomografía por emisión de positrones (PET), la tomografía computarizada (CT), etc.] acompañan el proceso para clasificar y seleccionar el tratamiento más preciso para esta enfermedad (6). El tratamiento del CaP abarca desde la vigilancia activa y la cirugía (para estadios tempranos) hasta el uso de radioterapia, quimioterapia u hormonoterapia (para estadios tardíos), siendo este último enfoque el tratamiento más beneficioso del CaP avanzado debido a su progresión andrógeno-dependiente (7-10). Lamentablemente, entre el 10 y el 20 % de los pacientes desarrollan resistencia a la terapia hormonal, lo que conduce al fenotipo más agresivo, el CaP resistente a la castración (CPRC), que sigue siendo letal en la actualidad (11). En este sentido, a pesar de que se están evaluando nuevos enfoques diagnósticos, pronósticos y terapéuticos para intentar mejorar el manejo clínico de esta patología (11,12), el CaP sigue siendo una patología muy grave y se espera que el número de muertes asociadas al CaP se duplique para 2040 (1,2). Por tanto, se necesita urgentemente un mayor conocimiento celular y molecular sobre esta patología para poder identificar nuevas dianas diagnósticos y pronósticas, así como dianas terapéuticas efectivas para poder combatir esta devastadora patología tumoral.
En este sentido, el CaP ha sido bien caracterizado principalmente desde el punto de vista genómico (13). En concreto, los reordenamientos genómicos estructurales a gran escala y las alteraciones del número de copias en diferentes genes relacionados con el control del crecimiento, la estabilidad genética, la señalización androgénica o la respuesta al daño del ADN contribuyen al desarrollo, la progresión y la resistencia farmacológica del CaP (13-15). De manera más reciente, diferentes estudios indican que otros sistemas hormonales diferentes al sistema androgénico, así como las maquinarias celulares implicadas en el control del metabolismo del ARN, podrían estar alterados en el CaP, donde podrían tener un papel fisiopatológico crítico (16-20). Sin embargo, hasta la fecha ha sido poco explorado en CaP el sistema hormonal compuesto por los ligandos peptídicos naturales somatostatina (SST)/cortistatina (CORT)/neuronostatina (NST), y sus diferentes receptores acoplados a proteínas G (SST1-5, SST5TMD4/5, GPR107), así como el Complejo ARN-Exosoma (REC; maquinaria celular estructuralmente compuesta por un núcleo, nucleasas y cofactores que interviene en el procesamiento y degradación 3'-5' de la mayoría de los tipos de ARN).
En consecuencia, el objetivo general de esta Tesis Doctoral fue determinar la desregulación, el papel fisiopatológico y la implicación clínica del sistema SST/CORT/NST (péptidos naturales, receptores y análogos químicos; los resultados se incluyen en el primer apartado de la Tesis) y del REC (nucleasas, cofactores y elementos centrales; los resultados se incluyen en el segundo apartado de la Tesis) en el CaP, con el objetivo último de descubrir nuevos biomarcadores diagnósticos/pronósticos y herramientas terapéuticas útiles para mejorar el diagnóstico, pronóstico, el tratamiento y el manejo de los pacientes con CaP.
2.Contenido de la investigación:
Los resultados derivados del primer estudio [datos publicados en la revista "International Journal of Molecular Science" (2022; 23(21):13003. doi: 10.3390/ijms232113003)] demuestran que el tratamiento con SST y CORT inhibe diferentes parámetros funcionales de agresividad en células de CaP andrógeno independiente (AI). Mecanísticamente, la capacidad antitumoral de SST y CORT se asoció con la modulación de la actividad de rutas de señalización oncogénica claves (p-AKT y p-JNK), y con la reducción significativa de la expresión de genes críticos implicados en la proliferación/migración y agresividad del CaP (ej., MKI67, MMP9, EGF). Curiosamente, la CORT se expresaba en altos niveles, mientras que la SST no se detectó en todas las líneas celulares de próstata analizadas, lo que sugería que la CORT podría ejercer un papel autocrino/paracrino en células de CaP. En consonancia con esto, la CORT endógena se encontró sobreexpresada en muestras de CaP (en comparación con la hiperplasia prostática benigna) y correlacionada con parámetros clínicos (i.e., metástasis) y moleculares (i.e., expresión de SST2/SST5) clave. Además, demostramos que el silenciamiento de CORT aumenta drásticamente la tasa de proliferación y reduce la actividad antitumoral de los análogos de la SST (octreotido/pasireotido) en las células de CaP-AI. El conjunto de estos datos reveló que el sistema formado por la SST, CORT y sus receptores podría ejercer un papel fisiopatológico crítico en células de CaP AI y que algunos de sus componentes podrían ser útiles en el diagnóstico, pronóstico y terapía del CaP.
Por otra parte, en el segundo estudio [datos publicados en la revista "Jornal of Clinical Medicine" (2020; 9(6):1703. doi: 10.3390/jcm9061703)] observamos que el receptor GPR107 se sobreexpresaba en CaP y se asociaba con parámetros clínicos relevantes (ej., estadio avanzado del CaP, presencia de invasión vascular y metástasis). Además, el silenciamiento de GPR107 en diferentes modelos celulares de CaP inhibió las tasas de proliferación y migración específicamente en células de CaP-AI, además de alterar los niveles de expresión de genes clave en la fisiopatología del CaP (KI67, CDKN2D, MMP9, PRPF40A, SST5TMD4, AR-v7, In1-ghrelin, EZH2) y la actividad de vías de señalización oncogénicas críticas en el CaP (p-AKT). Curiosamente, el tratamiento con NST también inhibió la proliferación y migración exclusivamente en células de CaP-AI y evocó una respuesta molecular idéntica a la observada con el silenciamiento de GPR107. En este sentido, demostramos que el tratamiento con NST redujo la expresión de GPR107 exclusivamente en células de CaP-AI, lo que en conjunto sugiere que parte de los efectos antitumorales específicos observados previamente en respuesta al tratamiento con NST podrían estar mediados por una regulación a la baja de la expresión de GPR107. Por tanto, los resultados descritos anteriormente (aceptados en las 2 publicaciones científicas mencionadas) proporcionan evidencias sólidas demostrando que el sistema SST/CORT/NST, sus receptores y los análogos de SST podrían representar una potencial opción terapéutica para el manejo del CaP, especialmente para su versión más agresiva o CPRC.
Por otro lado, los resultados derivados de la segunda sección de esta Tesis Doctoral (datos publicados en la revista "Cancer Letters" (2024. In Press. https://doi.org/10.1016/j.canlet.2023.216604)] demuestran la existencia de una profunda desregulación específica de varios componentes del REC en tejidos de CaP en comparación de muestras control, identificando el factor Poly(A)-Binding-Protein-Nuclear 1 (PABPN1) como un regulador crítico de diversas características tumorales claves asociadas al CaP. Específicamente, demostramos por primera vez que PABPN1 se sobreexpresa consistentemente (a nivel de ARNm y proteína) en diferentes cohortes humanas de CaP y se asocia a una peor progresión, invasión y metástasis. Además, el silenciamiento de los niveles de PABPN1 disminuyó características tumorales clave (proliferación, migración, tumoresferas, colonias, etc.) en diferentes modelos de CaP a través de la modulación de ARNs no codificantes largos (lncRNAs: PCA3, FALEC, DLEU2) y mRNAs (CDK2, CDK6, CDKN1A) claves relacionados con la agresividad tumoral. Además, hemos demostrado que los niveles plasmáticos de PABPN1 estaban alterados en pacientes con metástasis y recaída tumoral, sugiriendo también su potencial valor pronóstico para el CaP. Por último, la inhibición farmacológica de la actividad REC mediante el fármaco isoginkgetina inhibió drásticamente la agresividad de las células del CaP, lo que también sugiere una potencial utilidad terapéutica para el tratamiento de esta patología. El conjunto de toda esta información revela que el REC está drásticamente desregulado en CaP, y que este nuevo mecanismo molecular, especialmente la alteración de PABPN1, podría ser potencialmente explotado como una nueva herramienta diagnística, pronóstica y terapéutica para el CaP.
3.Conclusión:
En conjunto, los resultados globales obtenidos en esta Tesis Doctoral demuestran que diversos componentes clave pertenecientes al sistema hormonal de SST/CORT/NST y al REC están profundamente desregulados en el CaP, donde juegan un papel fisiopatológico crucial en el desarrollo, progresión y agresividad de esta enfermedad. Por lo tanto, la información aquí expuesta ofrece una mejor comprensión de la biología celular y molecular del CaP, y señala a estos sistemas reguladores como potenciales fuentes de nuevas herramientas diagnósticas, pronósticas y terapéuticas para el manejo de esta devastadora patología tumoral.
