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dianas | Vol 10 Num 1 | marzo 2021 | e202103a07

Exosomal matrix metalloproteinases 2 and 9 in Prostate Cancer.

Raquel Huertas, Laura Muñoz, María Isabel Arenas, Irene de los Dolores Román, Ángeles Sanchís, Ana María Bajo

Universidad de Alcalá.

a. huertas.raquel.1n@gmail.com

VI Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2021.
29 de marzo a 30 de abril, 2021. Universidad de Alcalá. Alcalá de Henares, Madrid. España.

Keywords: Prostate cancer; Exosomes; Matrix metalloproteinases; Liquid biopsy

Abstract

Prostate Cancer (PCa) is the second most frequent type of cancer in men around the globe, with an incidence of 1,3 million cases in 2018 and it’s expected to be increased by 79,8% in 2040. Most of the cases are multifocal adenocarcinomas and their differentiation and progression shows an important heterogeneity: while some will stay asymptomatic and localized, some others will spread and cause metastasis, event related to most cases of death due to PCa.
The diagnosis is based on the histological characteristics observed in needle biopsies or radical prostatectomy, using the Gleason Score. Furthermore, the current biomarker, the prostate-specific antigen (PSA), shows poor specificity, which leads to frequent false positive and unnecessary medical interventions. It urges to find a method to distinguish PCa patients from not PCa ones, but it is also essential a parameter that discriminates aggressive tumours from latent ones.
Exosomes are one type of extracellular vesicles, characterized by a diameter of 30-150 nm produced by all types of human cells and they can be found in human fluids, such as blood or urine. In PCa, exosomes contribute to cell transformation, angiogenesis and tumour progression, due to the molecular mediators they carry. Matrix metalloproteinases 2 and 9 (MMPs 2 and 9) are zinc and calcium-dependent endopeptidases that break down extracellular matrix proteins. They are related to aggressive PCa phenotype and they are carried by exosomes.
We suggest that MMP2 and 9 can be used as biomarkers of PCa in liquid biopsy, such as urine. This biochemical analysis of urine samples will be complemented by the immunohistochemistry analysis of needle prostate biopsies. Finally, we will study the effect of isolated exosomes on the neurodifferentiation of androgen-dependent prostate cancer cell line (LNCaP).
Urine and needle biopsies samples were provided by Urology Service of University Hospital Principe de Asturias . Urine samples were processed in order to isolate exosomes. Biochemical analysis, such as Zymography or Western blotting, were performed with non-cancer and cancer samples. Alongside, immunohistochemistry (IHC) study of the expression of several molecules, such as prostatic specific membrane antigen (PSMA) or MMPs, in needle biopsies was conducted. Eventually, LNCaP cells were treated with isolated exosomes from urine of non-cancer and cancer patients.
Preliminary results showed: 1) a higher expression of PSMA in apical cytoplasm of Gleason 6 epithelial cells as compared to non-cancer samples; 2) LNCaP cells treated with exosomes from patients with cancer showed an increment in the percentage of the neuroendocrine differentiation.
In order to complete this research, we will continue examining more urine samples, complete more IHC with different Gleason score and replicate cell culture experiments in the following weeks.

dianas 10(1) > Fatych etal

dianas | Vol 10 Num 1 | marzo 2021 | e202103a06

Fingerprinting metabólico de biopsias líquidas y caracterización de nuevos biomarcadores de cáncer. Aplicación en el diagnóstico temprano y no invasivo de cáncer de próstata.

Yuliia Fatych, Ana María Bajo Chueca, Ángeles Sanchís Bonet, César Menor-Salván

1. Departamento Biología de Sistemas, Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud, Universidad de Alcalá, Madrid.  2. Departamento de Urología, Hospital Universitario Principe de Asturias (HUPA), Madrid.

a. yuliia.fatych@gmail.com

VI Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2021.
29 de marzo a 30 de abril, 2021. Universidad de Alcalá. Alcalá de Henares, Madrid. España.

Keywords: Prostate cancer; Raman spectroscopy; Metabolic fingerprinting; Silver nanoparticles

Abstract

A nivel mundial, el cáncer de próstata (CaP) es el segundo tipo de cáncer más incidente en hombres. En España, se sitúa como la primera causa de cáncer en varones. El diagnóstico de CaP suele establecerse en pacientes con síntomas previos. Sin embargo, muchos hombres no experimentan sintomatología alguna y por tanto, sin un proceso de cribado adecuado, no serán conscientes de su enfermedad. Los procesos actuales de cribado consisten en la medición del Antígeno Prostático Específico (PSA) en sangre. Niveles elevados suelen relacionarse con CaP, pero también pueden ser causados por prostatitis o hiperplasia benigna de próstata. Además, sujetos sin ninguna de las anteriores patologías pueden ser clasificados como falsos positivos. Otro posible cribado es el examen rectal digital, una prueba anatómica de limitada especificidad y una baja sensibilidad. Debido a ello, el criterio diagnóstico definitivo se realiza gracias a la biopsia de la glándula. Esta última prueba es invasiva y dolorosa, relacionada con infecciones, hemorragias, así como falsos negativos, por lo que el diagnóstico final suele confirmarse tras varias intervenciones de este carácter. Por estas razones, los métodos actuales de screening son insuficientes para un buen diagnóstico de CaP.

El objetivo de este estudio consiste en identificar biomarcadores proteicos o perfiles metabólicos, característicos de CaP desde el punto de vista diagnóstico y pronóstico. De esta manera, se podría desarrollar una tecnología transferible a uso clínico, que permita identificar CaP tempranamente y de modo no invasivo, con alta eficiencia y mínimo coste, y a su vez diferenciarla de otras patologías prostáticas.

Para ello, se utilizará la Espectrometría Raman, una técnica que estudia la dispersión de la luz en su interacción con la materia. Dependiendo de la naturaleza de las vibraciones moleculares se consigue obtener información de la estructura molecular, la composición y las interacciones intermoleculares. Sin embargo, la concentración de algunos de los metabolitos de las muestras está por debajo del límite de detección de la dispersión Raman. Por lo tanto, su análisis se acrecienta con métodos de amplificación como la dispersión Raman mejorada en la superficie (SERS). Dicha técnica amplifica las vibraciones moleculares gracias al uso de coloides metálicos (del tipo nanopartículas de Ag). Gracias a esta metodología podremos conseguir un fingerprinting metabólico de la muestra, es decir, la identificación global de todos los metabolitos detectables en ella. Esta información será usada estadísticamente para diferenciar sujetos sanos, sujetos con CaP, y sujetos con otras patologías prostáticas.

dianas 10(1) > Guerrero-Amelín y Mateos-Gómez

dianas | Vol 10 Num 1 | marzo 2021 | e202103a05

Estudio bibliográfico sobre la posible relación entre la regulación de la expresión de la ADN polimerasa theta y la desregulación metabólica en células tumorales.

Carolina Guerrero-Amelín, Pedro Antonio Mateos-Gómez

Universidad de Alcalá.

a. carolina.guerreroa@edu.uah.es  b. pedroantonio.mateos@uah.es

VI Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2021.
29 de marzo a 30 de abril, 2021. Universidad de Alcalá. Alcalá de Henares, Madrid. España.

Keywords: ADN polimerasa theta; cáncer; efecto Warburg; disfunción mitocondrial; PGC1 alpha

Abstract

El cáncer es una patología que presenta una gran relevancia en nuestros días. Se caracteriza por que las células tumorales presentan un metabolismo diferente al de las células normales, ya que llevan a cabo una glucólisis anaeróbica, incluso en condiciones de normoxia, llamada “efecto Warburg” o disfunción mitocondrial ya que no tiene lugar el ciclo de Krebs ni se emplea la cadena transportadora acoplada a la fosforilación oxidativa en la mitocondria. Sorprendentemente, este metabolismo característico de las células tumorales no es llevado a cabo por las células normales exceptuando las células del testículo, tejido placentario y linfocitos. Además, se ha observado que las células tumorales presentan un aumento en la expresión de Pol θ, una ADN polimerasa que actúa en la reparación alternativa de extremos no homólogos o alt-NHEJ, y que es considerada como diana terapéutica. La característica de esta reparación es que a pesar de que repara las roturas de doble cadena para evitar la muerte celular, presenta una tasa de mutación muy elevada, lo que puede otorgar a las células tumorales nuevas características para la supervivencia, proliferación y migración. En el efecto Warburg se observa una reordenación del ciclo glucolítico potenciado por factores como HIF-1 o c-MYC, favoreciendo la obtención de lactato, 2 ATP y fuente de carbono para obtener intermediarios metabólicos utilizados para crecer y multiplicarse. Como consecuencia de ello, se elevan los niveles de ROS que son contrarrestados por la activación de PGC-1 α y de las enzimas antioxidantes. Los ROS provocan daño en el ADN el cual tiene que ser reparado. En este estudio se plantea la idea de que el aumento en la expresión de Pol θ y por tanto la reparación por alt-NHEJ, podría estar inducida por el efecto Warburg, la regulación del mismo o por las consecuencias de este. La misma relación también podría observarse en las células normales que tienen elevada la expresión de Pol θ.