Inmunonanoterapia adoptiva para el tratamiento del cáncer de mama triple negativo en modelos derivados de pacientes
- Autores: José Lucas Blaya Cánovas
- Directores de la Tesis: Sergio Granados Principal (codir. tes.), Rosario María Sánchez Martín (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Granada ( España ) en 2025
- Idioma: español
- ISBN: 9788411957137
- Número de páginas: 214
- Tribunal Calificador de la Tesis: Eva Siles Rivas (presid.), Francisco Martín Molina (secret.), Luis Javier Cruz (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad de Granada
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: DIGIBUG
- Resumen
El cáncer de mama triple negativo (TNBC) es el subtipo más agresivo, con mayor capacidad metastásica y para el que las terapias específicas son limitadas. Éste se caracteriza, entre otras, por la desregulación en la señalización del Factor de Crecimiento Transformante ß (TGFß). Esta alteración en la señalización de TGFß es factor inductor de la transición epitelio-mesénquima (EMT) y el aumento de las células madre del cáncer (CSC), que confieren mayor agresividad y quimiorresistencia. Esta Tesis Doctoral se basa en los resultados previos de la línea de investigación que ha demostrado que TGFß induce al Factor de Transcripción de Activación 4 (ATF4), que actúa promoviendo la agresividad del TNBC a través de la modulación de las CSC, EMT, actividad metastásica y proliferativa de las células tumorales. En base a estos resultados quedó demostrado que la inhibición génica de ATF4 actúa bloqueando la señalización de TGFß a través de un mecanismo de retroalimentación. Igualmente, se observó que el silenciamiento de ATF4 reducía el crecimiento tumoral de modelos xenógrafos derivados de pacientes con TNBC en ratones, con respecto a la monoterapia con el taxano docetaxel (DOC), y un incremento en la supervivencia de los animales. Así pues, esta Tesis Doctoral establece como punto de partida que la inhibición de ATF4 podría considerarse como una alternativa terapéutica cuyos beneficios derivarían de la reducción en la señalización de TGFß.
Dada la íntima relación entre TGFß y la adquisición de resistencia a la quimioterapia como antraciclinas y taxanos, y puesto que hemos demostrado como la inhibición de ATF4 bloquea la señalización de TGFß, consideramos que una terapia anti ATF4 basada en el fármaco ISRIB podría reducir la aparición de tumores resistentes a las terapias convencionales. Los resultados obtenidos demuestran que el incremento de la señalización de TGFß promovido por la terapia con DOC se ve altamente reducida por la inhibición de ATF4, tanto génica como farmacológica con ISRIB. Además, se observa que el tratamiento combinado de DOC con ISRIB reduce la EMT y bloquea las vías canónica y no canónica de TGFß, mecanismos relacionados con la adquisición de resistencia a la terapia por las células tumorales.
Por ello, a continuación, nos preguntamos si la inhibición farmacológica de ATF4 podría ser una estrategia efectiva para reducir la resistencia adquirida a la quimioterapia en cáncer de mama triple negativo. Para llevar a cabo este estudio, se generó una línea celular resistente a DOC, SUM159-R50, y estudiamos la relación entre la quimiorresistencia y la población de CSC, así como el efecto de ISRIB sobre ella. Nuestros resultados mostraron que la línea se encontraba enriquecida en genes de resistencia y relacionados con la supervivencia celular, así como en diversas poblaciones de CSC, y que el tratamiento con ISRIB resensibiliza la línea celular SUM159-R50 a la quimioterapia y reduce dichas poblaciones.
Uno de los principales problemas asociados a la quimioterapia es la aparición de efectos adversos en los pacientes consecuencia de la falta de selectividad de estos fármacos por el tejido tumoral, su toxicidad, baja tasa de biodistribución y, por tanto, su eficacia limitada. Es por ello que en esta tesis hemos planteado una alternativa con el fin de dirigir de forma activa la administración de la terapia anti ATF4 estudiada. Para ello hemos desarrollado nanopartículas (NP) modificadas en su superficie (o funcionalizadas), que permiten una acumulación intratumoral más precisa y elevada, mejorando así la administración, perfil terapéutico, y la eficacia de fármacos en el tratamiento del cáncer. Sin embargo, la funcionalización de la superficie de forma sintética implica procedimientos complejos que aumentan los costos y los tiempos, presentando desafíos para la implementación clínica. Para evitar estos inconvenientes, hemos llevado a cabo la funcionalización natural a través del desarrollo de nanopartículas biomiméticas (BNP), que han surgido como plataformas únicas de administración de fármacos que superan las limitaciones de las NP dirigidas activamente. No obstante, las BNP recubiertas con células no modificadas muestran funcionalidades reducidas, como la administración específica al tumor, disminuyendo la eficacia terapéutica. Estos desafíos pueden superarse mediante la ingeniería de células no derivadas de pacientes para el recubrimiento de BNP, pero estos enfoques son complejos y costosos, dificultando su aplicación clínica más amplia.
En respuesta a estos desafíos, hemos desarrollado una estrategia innovadora que aprovecha el agotamiento de las células T y la evasión inmune del tumor para mejorar la administración de nanoterapéuticos a los tumores. Nuestra perspectiva única ha dado lugar a una nueva y revolucionaria clase de BNP elaboradas a partir de células T agotadas (NExT) procedentes de pacientes con cáncer de mama triple negativo (TNBC) mediante métodos de cultivo específicos sin necesidad de ingeniería sofisticada. Las NExT se generaron recubriendo NP de ácido poli-láctico-co-glicólico (PLGA) con células T derivadas de TNBC agotadas in vitro mediante un protocolo de activación aguda.
Nuestros resultados muestran que las NExT, dotadas naturalmente con receptores de puntos de control inmunitario (IC) (PD1, LAG3, TIM3), aumentan la administración específica al tumor al involucrar sus respectivos ligandos específicos, mejorando la eficacia terapéutica de la quimioterapia y alterando el eje PD1/PDL1 de manera similar a como lo hace la inmunoterapia (IT) basada en inhibidores del punto de control inmunitario (immune checkpoint). Las NExT derivadas de pacientes autólogos revelaron una acumulación intratumoral excepcional, un índice quimioterapéutico y una eficiencia elevados en un modelo PDL1+ de xenoinjerto derivado de pacientes (PDX) con TNBC. Junto a ello, nuestros resultados demostraron que NExT posee una doble actividad como nanoplataforma terapéutica. Por un lado, distribuye de forma dirigida la carga farmacológica a las células cancerígenas PDL1+, y por otro remodela el microambiente tumoral a través de la reducción de la expresión de PDL1, mimetizando a la IT inhibidora de checkpoint y abriendo la puerta a su uso como quimioinmunoterapia.
Finalmente, debido a la relación observada entre ATF4 y TGFß con la evasión inmune, y dado que el objetivo último de este trabajo es administrar de forma activa una terapia anti ATF4 para el tratamiento dirigido del TNBC, consideramos una estrategia terapéutica prometedora incluir DOC e ISRIB en NExT dirigidas frente a PDL1. Los resultados muestran que la combinación de ambos fármacos dentro de las NP conduce a niveles reducidos de PDL1, proliferación reducida e inducción de apoptosis.
En conclusión, nuestros resultados destacan el desarrollo de NExT como una plataforma innovadora y rentable para la administración de quimioterapia en TNBC, y subrayan el potencial de la inhibición de ATF4 como una estrategia prometedora para superar la quimiorresistencia, EMT, CSC y la evasión inmune.
Referencias: González-González, A. et al. Activating Transcription Factor 4 Modulates TGFß-Induced Aggressiveness in Triple-Negative Breast Cancer via SMAD2/3/4 and mTORC2 Signaling. Clin. Cancer Res. 24, 56975709 (2018).
Xu, X. et al. TGF-ß plays a vital role in triple-negative breast cancer (TNBC) drug-resistance through regulating stemness, EMT and apoptosis. Biochem. Biophys. Res. Commun. 502, 160165 (2018).
Oroojalian, F., Beygi, M., Baradaran, B., Mokhtarzadeh, A. & Shahbazi, M. Immune Cell MembraneCoated Biomimetic Nanoparticles for Targeted Cancer Therapy. Small 17, 2006484 (2021).
Steven, A. & Seliger, B. The Role of Immune Escape and Immune Cell Infiltration in Breast Cancer. Breast Care 13, 1621 (2018).
Chang, L.-C., Chen, T.-P., Kuo, W.-K. & Hua, C.-C. The Protein Expression of PDL1 Is Highly Correlated with Those of eIF2 and ATF4 in Lung Cancer. Dis. Markers 2018, 19 (2018).
