dianas 11(1) > Díaz-Gago etal

dianas | Vol 11 Num 1 | marzo 2022 | e202203a03

Estudio del metabolismo lipídico y mitocondrial en células tumorales tiroideas deficientes en autofagia.

Sergio Díaz Gago^a, Javier Vicente Gutiérrez, Antonio Chiloeches Gálvez, Pablo Baquero Valls

Departamento de Biología Sistemas. Universidad de Alcalá.

a. sergio.diazgago@edu.uah.es

VII Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2022.
14 a 18 de marzo, 2022. Universidad de Alcalá. Alcalá de Henares, Madrid. España.

Palabras clave: Autofagia; ULK1; ATG7; Metabolismo; Cáncer de tiroides

Resumen

Resultados previos de nuestro laboratorio indican que la degradación de ácidos grasos es fundamental para la proliferación de las células tumorales tiroideas. Sin embargo, el tratamiento con inhibidores del catabolismo lipídico no disminuye significativamente la supervivencia con respecto a las células control. Por ello, en este trabajo, nos planteamos estudiar los mecanismos moleculares implicados en la reprogramación metabólica de células tumorales tiroideas. Dado que uno de los procesos intracelulares más importantes para el control del metabolismo es la autofagia, inicialmente, nos propusimos estudiar el efecto de la misma sobre el metabolismo de nuestras células. Para ello, generamos líneas celulares knockout para los genes ULK1 y ATG7 (ULK1-KO y ATG7-KO), ambos fundamentales para el correcto desarrollo y mantenimiento de la autofagia. Los resultados muestran que las células ULK1-KO y ATG7-KO presentan un descenso en la tasa de consumo de oxigeno (OCR) comparado con las células control, acompañado de una disminución en los niveles de las proteínas NDUFB8, SDHB, UQCRC2 y MTCO1, constituyentes de los complejos de la cadena de transporte de electrones mitocondrial. Además, la deficiencia en autofagia provoca un aumento en la producción de lactato, indicativo de un aumento de la glucolisis. Consecuentemente, el tratamiento con el inhibidor de la glucolisis, 2-desoxiglucosa, provoca una mayor muerte celular en las células ULK1-KO y ATG7-KO que en las células control, demostrando que, la supervivencia de las células deficientes en autofagia, depende de la glucolisis. Por su parte, el inhibidor de la degradación de ácidos grasos, etomoxir, reduce considerablemente la OCR en las células control; mientras que no provoca el mismo efecto sobre las células ULK1-KO y ATG7-KO, sugiriendo que, la autofagia, está relacionada con la utilización de ácidos grasos para realizar la respiración mitocondrial. Curiosamente, los efectos del etomoxir, comparados con los de la falta de autofagia, sobre la acumulación de gotas lipídicas, son contrarios ya que; mientras que el etomoxir produce un esperado aumento de gotas lipídicas intracelulares, las células ULK1-KO y ATG7-KO presentan una disminución de las mismas frente a sus células control. Esta disminución de gotas lipídicas se explica por los resultados derivados del análisis de la lipolisis, en los que mostramos cómo, tanto la inhibición genética de la autofagia, como la inhibición farmacológica con el inhibidor lisosomal, bafilomicina A1, activan la lipasa sensible a hormonas (HSL). En conjunto, estos resultados muestras una clara relación entre la autofagia y la reprogramación metabólica de las células tumorales tiroideas.

dianas 11(1) > Vicente-Gutiérrez etal

dianas | Vol 11 Num 1 | marzo 2022 | e202203a02

Estudio de la expresión del marcador CD24 en la resistencia a la inhibición de ^V600EBRAF en cáncer de tiroides

Javier Vicente Gutiérrez, Sergio Díaz Gago, Marina Lasa Benito, Antonio Chiloeches Gálvez, Pablo Baquero Valls

Departamento de Biología Sistemas. Universidad de Alcalá.

a. javiervicentegutierrez@gmail.com

VII Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2022.
14 a 18 de marzo, 2022. Universidad de Alcalá. Alcalá de Henares, Madrid. España.

Palabras clave: Cáncer de tiroides; V600EBRAF; CD24; vemurafenib; reprogramación metabólica

Resumen

En la actualidad, los inhibidores del mutante ^V600EBRAF son uno de los tratamientos más utilizados para tratar los carcinomas tiroideos más agresivos. Lamentablemente, la gran heterogeneidad celular de los tumores tiroideos resulta en una gran variabilidad en la respuesta terapéutica a estos inhibidores. Por ello, es necesario el estudio de las diferentes poblaciones celulares que componen el tumor, así como su respuesta a los agentes anticancerígenos utilizados frecuentemente. En este trabajo, a partir de una línea celular de carcinoma anaplásico tiroideo, hemos caracterizado una población celular con mayor resistencia al inhibidor de ^V600EBRAF, vemurafenib. Esta población se distingue por una mayor expresión del marcador de superficie CD24 y constituye el 5% de las células totales. Para poder desarrollar nuestros experimentos, realizamos una separación celular mediante citometría de flujo (“cell sorting”), hasta obtener una población celular enriquecida con un 85% de células CD24 positivas (CD24+). Nuestros resultados mostraron que las células CD24+ sobrevivían un 26,5% más, tras el tratamiento con vemurafenib, que las células control (células parentales). Además, experimentos adicionales de proliferación y apoptosis, en los que observamos que las células CD24+ proliferaban un 22% más y sufrían un 14% menos de apoptosis, tras la inhibición de ^V600EBRAF, que las células parentales, confirmaron que la población CD24+ es más resistentes al inhibidor vemurafenib. En paralelo, comparamos el perfil metabólico de ambas poblaciones celulares demostrando que, las células CD24+, producían una menor cantidad de lactato y exhibían un mayor consumo de oxígeno con respecto a las células parentales. Por último, comparamos los niveles mitocondriales de las dos poblaciones celulares analizando dos marcadores de densidad mitocondrial, TOMM20 y MTCO1, este último perteneciente al complejo IV de la cadena transportadora de electrones. Los datos obtenidos mostraron que ambos marcadores aumentaban en las células CD24+, explicando el aumento de la respiración, previamente observado, con respecto a las células parentales. Estos resultados pueden suponer una oportunidad para explorar nuevos tratamientos combinados de vemurafenib, junto con inhibidores mitocondriales, que permitan mejorar la eficacia de los inhibidores de ^V600EBRAF.