GRK2-associated protein networks in breast cancer cell interplay with the tumour microenvironment

• Autores: Viviana Marolda
• Directores de la Tesis: Federico Mayor Menéndez (dir. tes.), Petronila Penela Márquez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2024
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 188
• Títulos paralelos:
  • Redes de proteínas asociadas a GRK2 en la interacción de las células de cáncer de cama con el microambiente tumoral
• Tribunal Calificador de la Tesis: Anna Aragay Combas (presid.), Konstantinos Stamatakis Andriani (secret.), José Lozano Castro (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias Moleculares por la Universidad Autónoma de Madrid
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología molecular
  • Ciencias médicas
    • Patología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • Las complejas interacciones entre las células cancerosas y otros tipos celulares presentes en el microambiente tumoral (TME, por Tumor Microenvironment en su denominación en inglés), tales como las células del sistema inmune, los fibroblastos, las células endoteliales o los pericitos, contribuyen significativamente a la progresión del cáncer. Las células cancerosas integran diversas señales presentes en el TME, como factores de crecimiento, quimioquinas, hipoxia, estrés nutricional y adrenérgico o rigidez de la matriz extracelular. Estos estímulos favorecen que las células cancerosas se vuelvan invasivas y facilitan su propagación desde el tumor primario a tejidos distantes, iniciando el proceso metastásico. Así pues, comprender mejor los mecanismos que subyacen a esta reconfiguración patológica de las redes de señalización en cáncer es un área de investigación muy relevante.

    Nuestro grupo ha identificado a la quinasa de receptores acoplados a proteínas G-2 (GRK2) como un nodo de señalización crítico, implicado en numerosos procesos fisiológicos. En particular, hemos postulado que GRK2 puede actuar como un oncomodulador importante en diferentes contextos tumorales, debido a su capacidad para modular tanto receptores acoplados a proteínas G (GPCR) como los receptores tirosina quinasa de factores de crecimiento (GF-RTK), y un conjunto creciente de otros interactores y substratos, específicos de cada tipo celular. Nuestro laboratorio ha descrito que GRK2 incrementa sus niveles en pacientes de cáncer de mama, fomentando el crecimiento y la supervivencia a través del eje de señalización EGFR/GRK2/HDAC6/Pin1, así como que GRK2 y tirosina quinasas citosólicas participan en el "crosstalk" entre las cascadas de receptores de quimioquinas CXCL12/CXCR4/ACKR3 y de factores de crecimiento EGFR-HER2. En esta Tesis, hemos investigado en detalle las redes de señalzación de GRK2 en células de cáncer de mama relacionadas con la migración, invasión y metástasis, y la posible influencia de actores relevantes en el TME como las quimioquinas o la rigidez de la matriz extracelular.

    Así, hemos observado que los niveles de GRK2 y su estado de fosforilación en el residuo S670 están aumentados tanto en tumores primarios como en las correspondientes metástasis en ganglios linfáticos de pacientes con carcinoma ductal invasivo, y que el aumento de los niveles de GRK2 en células de cáncer de mama triple negativo MDA-MB 231 incrementa el desarrollo de metástasis pulmonares en modelos de ratón y las propiedades invasivas in vitro, lo que sugiere que los niveles de GRK2 y su fosforilación en S670 podrían favorecer las vías metastásicas del cáncer de mama.

    22 Desvelamos que la fosforilación de GRK2-S670-P desencadenaría dichas características invasivas, al menos en parte, a través de la fosforilación de la deacetilasa HDAC6 y la modulación del estado de acetilación de cofilina-1 y probablemente de otras proteínas del citoesqueleto identificadas en el acetiloma dependiente de GRK2/HDAC6 en células MDA-MB 231.

    También se describe que CXCL12, actuando a través de los receptores CXCR4 y ACKR3, puede desencadenar la migración celular en nuestros modelos de células cancerosas, y que GRK2 y la tirosina quinasa citosólica Lyn son mediadores positivos de dicho efecto. Utilizando aproximaciones experimentales que combinan la transferencia de energía por resonancia de bioluminiscencia (BRET), la inmunoprecipitación y los ensayos con proteínas recombinantes, detectamos interacciones funcionales complejas y dinámicas entre CXCR4, GRK2 y LynA, ya sea como parte de complejos multimoleculares o mediante interacciones binarias paralelas, y que Lyn puede interactuar con GRK2 y fosforilarla.

    Por último, hemos caracterizado el interactoma de GRK2 en células MD-MB 231 de cáncer de mama, que se modula de forma dependiente de la rigidez de la matriz extracelular. Nuestro análisis inicial revela interesantes proteínas capaces de interaccionar con GRK2, con vínculos con vías esenciales relacionadas con la invasión y reprogramación de células de cáncer de mama, como el receptor de efrina EPHA2.

    En conjunto, nuestros datos sugieren que el nodo integrador GRK2 desempeña un papel relevante en el fomento de la capacidad invasiva y de transformación de las células de cáncer de mama en respuesta a señales clave presentes en el microambiente tumoral, como los gradientes de quimioquinas o cambios en la rigidez de la matriz extracelular, orquestando diversas redes de señalización celular relacionadas con los procesos metastásicos.