dianas 11(2) > Vásquez-Bonilla y Palacios-Zambrano

dianas | Vol 11 Num 2 | septiembre 2022 | e202209fa09

Identificación de biomarcadores en el contexto del tratamiento personalizado para pacientes oncológicos.

María Mercedes Vásquez Bonilla^1, 2, a, Sara Palacios Zambrano²

1. Unidad de Bioquímica y Biología Molecular, Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud, Universidad de Alcalá, 28871 Alcalá de Henares, Madrid, España.  2. Laboratorio de Dianas Terapéuticas - Hospital Universitario HM Sanchinarro.

a. mercedes.vasquez@edu.uah.es

Palabras clave: diana terapéutica; oncología; biomarcadores; variantes genéticas

Resumen

El presente trabajo muestra el papel fundamental que desempeña el Laboratorio de Dianas Terapéuticas (LDT) del Hospital Universitario HM Sanchinarro en el diagnóstico molecular de pacientes oncológicos y la detección de biomarcadores genéticos. El objetivo del LDT es individualizar el tratamiento y mejorar el pronóstico de los pacientes mediante la aplicación de herramientas tecnológicas disponibles en sus instalaciones. Al hablar de medicina de precisión en oncología, es necesario disponer de suficientes biomarcadores (EGFR, KRAS, IDH, BRAF, entre otros), por un lado, porque brindan información sobre el tipo de mutación presente en el paciente, y, por otro, porque establecen en qué gen se encuentra y en qué cantidad. Este último, se correlaciona con la frecuencia alélica de la mutación de interés, pudiendo así, monitorizar al paciente. Asimismo, el estudio de biomarcadores permite evaluar la progresión de la enfermedad a través del estudio de la carga tumoral (biopsia liquida), conocer si hay respuesta molecular bajo el tratamiento elegido y, finalmente, evaluar la posible aparición de mutaciones de resistencia como consecuencia de dichas mutaciones. El avance tecnológico de técnicas como la secuenciación masiva (NGS) ha resultado una ventaja importante en cuanto a rapidez y precisión de detección. También, permite ampliar el conocimiento de las alteraciones genéticas de los tumores, de las personas que las portan y las principales vías de señalización celular implicadas. En esta revisión, se resumen los pasos en la detección de biomarcadores clínicamente relevantes en oncología junto con una serie de casos clínicos llevados a cabo dentro del Laboratorio de Dianas Terapéuticas. Entre los más representativos se destacan el cáncer de pulmón, glioma, colon y recto.

dianas 11(2) > Fatych etal

dianas | Vol 11 Num 2 | septiembre 2022 | e202209fa08

Aplicación de técnicas espectroscópicas en la caracterización del cáncer de próstata.

Yuliia Fatych, Jorge Recio Aldavero, Ángeles Sanchís Bonet, César Menor-Salván

1. Unidad de Bioquímica y Biología Molecular, Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud, Universidad de Alcalá, 28871 Alcalá de Henares, Madrid, España.  2. Servicio de Urología, Hospital Universitario Príncipe de Asturias, Ctra. Alcalá-Meco s/n, 28805 Alcalá de Henares, Madrid, España.

a. yuliia.fatych@gmail.com  b. jorge.recio@hotmail.com  c. angeles.sanchis@salud.madrid.org  d. cesar.menor@uah.es

Palabras clave: biomarcador; cáncer de próstata; antígeno prostático específico; metabolómica no dirigida; GC-MS; Raman SERS

Resumen

Los métodos de cribado y diagnóstico actuales en cáncer de próstata (CaP) son insuficientes, inespecíficos o invasivos, por lo que la búsqueda de nuevos biomarcadores y técnicas diagnósticas sigue siendo relevante clínicamente. En el presente estudio, la Espectroscopía Raman mejorada por superficies (SERS) de muestras de orina y el estudio quimiométrico mediante análisis de componentes principales (PCA) acoplado a análisis linear discriminante (LDA) permite crear un sistema diagnóstico de CaP rápido, no invasivo y de bajo coste, posibilitando la identificación eficaz de CaP con una sensibilidad del 77.78 % y una especificidad del 100 %. A su vez, se aborda la búsqueda de biomarcadores propios del CaP mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS), en la que se sugiere que los metabolitos urinarios no son biomarcadores válidos para CaP.

dianas 11(2) > Escarpa-Merodio etal

dianas | Vol 11 Num 2 | septiembre 2022 | e202209fa07

Obtención y purificación de la cisteína sintasa de L. infantum

Juan Escarpa Merodio, Héctor de Lucio Ortega, Antonio Jiménez Ruiz

Unidad de Bioquímica y Biología Molecular, Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud, Universidad de Alcalá, 28871 Alcalá de Henares, Madrid, España.

a. juanescarpa@hotmail.es

Palabras clave: Leishmaniosis; Cisteína sintasa; Leishmania infantum; cisteína; Leishmania

Resumen

La leishmaniosis es una enfermedad tropical producida por parásitos del género Leishmania y que se manifiesta de diferentes formas algunas como el kala-azar con una gran mortalidad si no se administra tratamiento. El parasito, una vez ha infectado al huésped tras la picadura del insecto vector del género Phlebotomus o Lutzomia, es fagocitado por los monocitos y macrófagos dentro de los cuales produce la infección. Una línea de investigación para el desarrollo de medicamentos contra la infección parasítica consiste en buscar inhibidores de los mecanismos que permiten al protozoo mantenerse dentro de los macrófagos y que le hacen sobrevivir a las condiciones extremas de pH y estrés oxidativo que aparecen en los fagolisosomas. Uno de los mecanismos empleados por los parásitos para hacer frente al estrés oxidativo consiste en un metabolismo de tioles muy desarrollado que permite contrarrestar la oxidación. Debido a esto, resulta muy interesante estudiar las rutas de síntesis de cisteína, componente fundamental del glutatión y tripanotión, moléculas esenciales para el mantenimiento del correcto estado redox del parásito. Una de las rutas más interesantes es la que involucra a la cisteína sintasa ya que es una ruta que no aparece en humanos, lo que la pondría en una posición envidiable como diana terapéutica para el tratamiento de la infección. Se ha visto además que la sobreexpresión de esta enzima causa un aumento de la supervivencia bajo condiciones de estrés oxidativo. Por ello se busca obtener un protocolo para la obtención de esta enzima en una forma activa, lo que permitiría proseguir con ensayos de inhibición para probar compuestos que podrían resultar útiles para combatir la enfermedad.

dianas 11(2) > Echegaray-García etal

dianas | Vol 11 Num 2 | septiembre 2022 | e202209fa06

Caracterización de clones estables de SHP-1 en líneas celulares de cáncer de próstata.

David Echegaray García, Begoña Colás Escudero, Santiago Ropero Salinas

Unidad de Bioquímica y Biología Molecular, Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina y Ciencias de la salud, Universidad de Alcalá, 28871 Alcalá de Henares, Madrid, España.

a. david.echegaray.uah@gmail.com

Palabras clave: cáncer de próstata; fosfatasa SHP-1; histona metiltransferasa EZH2; AKT; receptor de andrógenos (AR)

Resumen

El cáncer de próstata (CP) es uno de los problemas sanitarios más relevantes de nuestra sociedad actual. A pesar de disponer de diversos tratamientos para abordarla, el avance de la enfermedad hacia un estadio refractario conocido como cáncer de próstata resistente a la castración (CRPC) hace que hoy en día siga teniendo altos índices de mortalidad. Muchos de los mecanismos moleculares involucrados en su desarrollo están relacionados con cambios en el receptor de andrógenos (AR), que gobierna el desarrollo normal y patológico de la próstata. Entre estos mecanismos encontramos cambios en la expresión y función de coreguladores de AR, así como la activación del receptor por vías independientes de andrógenos. En estos mecanismos participan una serie de proteínas, entre las que encontramos un complejo de señalización conformado por AKT-EZH2-AR. La evidencia científica respalda el papel de EZH2 como activador independiente de AR, función promovida al ser fosforilada por AKT. Debido a la función reguladora que la fosfatasa SHP-1 podría tener sobre AKT, hipotetizamos sobre el papel que esta podría tener sobre el complejo y, por tanto, sobre el avance de la enfermedad hacia CRPC. Para estudiarlo, obtuvimos mediante CRISPR/Cas9 clones estables de distintas líneas celulares de CP con el gen de SHP-1 silenciado para así poder determinar si existían o no diferencias en una serie de parámetros celulares. El silenciamiento promovió diversas modificaciones en el modelo sensible a andrógenos que no se observaron en los modelos de CRPC, entre las que encontramos una menor sensibilidad a GSK126, una disminución del gen regulado por AR, FKBP5, y la adquisición de un fenotipo neuroendocrino. Los datos apoyan la hipótesis de que SHP-1 podría ser un posible regulador de este complejo de señalización, aunque futuros estudios son necesarios para determinar con exactitud de qué manera.

dianas 11(2) > Couto-Muga etal

dianas | Vol 11 Num 2 | septiembre 2022 | e202209fa05

Estudio del papel de la DNA polimerasa Theta en la viabilidad de las células de cáncer de próstata.

María Couto Muga, Irene de Miguel García, Pedro Antonio Mateos Gómez

Unidad de Bioquímica y Biología Molecular, Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud, Universidad de Alcalá, 28871 Alcalá de Henares, Madrid, España.

a. maria.couto98@hotmail.com

Palabras clave: POLθ; DSBs; A-NHEJ; estrés replicativo; γH2AX; ciclo celular

Resumen

Las roturas de doble cadena del DNA (DSBs) son las lesiones que más afectan a la supervivencia celular y a la integridad del genoma. Las células presentan diferentes mecanismos de reparación, entre los que encontramos un mecanismo menos estudiado denominado unión de extremos no homólogos alternativa (A-NHEJ). En este destaca la participación de la DNA polimerasa theta (POLθ), la cual se encuentra sobreexpresada en muchos cánceres, siendo necesaria para la supervivencia de las células tumorales deficientes en la recombinación homóloga (HR). Además, diferentes estudios sugieren la importancia de la polimerasa incluso en células con HR funcional, por lo que es una diana terapéutica de gran potencial. Tras comprobar previamente que las células tumorales prostáticas estudiadas no eran deficientes en la HR, el objetivo de este trabajo consistió en determinar el posible papel de POLθ frente al estrés replicativo en dichas células, las cuales dependen de POLθ para su supervivencia según resultados previos del grupo. Para ello, se realizó el silenciamiento de POLQ y el tratamiento posterior con agentes inductores de estrés replicativo (camptotecina, etopósido e hidroxiurea) analizando después el daño producido en las células mediante la inmunodetección por western-blot de la histona γH2AX, marcador de DSBs. También se llevó a cabo el análisis del efecto producido en el ciclo celular. Estos resultados mostraron diferencias notables entre las células silenciadas y las células control, de tal forma que la inhibición de POLθ promovió una acumulación de células en las fases G1 y S, indicando una dificultad aumentada a la hora de replicar el DNA y continuar el ciclo. Adicionalmente, en este trabajo se llevó a cabo el clonaje de un plásmido inducible por doxiciclina denominado LT3-POLQ capaz de silenciar POLQ.

dianas 11(2) > Villatoro-González etal

dianas | Vol 11 Num 2 | septiembre 2022 | e202209fa04

Caracterización de la neurogénesis maladaptativa y el deterioro cognitivo post-ictus en un modelo experimental de isquemia cerebral inducida mediante cloruro férrico en ratón.

Paula Villatoro González, Francisco Javier de Castro, Alicia García-Culebras, María Isabel Cuartero, María Ángeles Moro

1. Unidad de Bioquímica y Biología Molecular, Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud, Universidad de Alcalá, 28871 Alcalá de Henares, Madrid, España.  2. Centro Nacional para las Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC), Madrid, España.  3. Unidad de Investigación Neurovascular, Departamento de Farmacología, Facultad de Medicina, Universidad Complutense de Madrid (UCM), Madrid, España.  4. Instituto de Investigación Hospital 12 de Octubre (iC12), Madrid, España.

a. paulavg45@gmail.com

Palabras clave: ictus; isquemia; neurogénesis; cloruro férrico

Resumen

El ictus isquémico es considerado una de las principales causas de demencia y discapacidad en el mundo. La neurogénesis hipocampal que ocurre tras ictus en diversos modelos experimentales de la enfermedad se ha asociado previamente al deterioro cognitivo a largo plazo. Sin embargo, dada la alta heterogeneidad de la patología es necesario estudiar la respuesta neurogénica en nuevos modelos experimentales de ictus isquémico. El objetivo de este estudio fue caracterizar la respuesta neurogénica hipocampal adulta y su relación con el deterioro cognitivo post-ictus en un modelo experimental de isquemia cerebral permanente por cloruro férrico en ratón. Se llevó a cabo la evaluación de la lesión en fase aguda y crónica tras la isquemia a través de imagen por resonancia magnética. Adicionalmente, se evaluó la respuesta neurogénica hipocampal tras isquemia mediante inmunofluorescencia, así como el deterioro cognitivo mediante pruebas de comportamiento. Nuestros resultados muestran que el modelo de isquemia por cloruro férrico produce atrofia e hipoperfusión cortical y no afecta directamente al hipocampo. Además, el modelo de isquemia estudiado resulta en un aumento de la neurogénesis hipocampal tras la isquemia. Concretamente, demostramos un incremento de neuroblastos y neuronas inmaduras en la zona subgranular del giro dentado 7 días tras la isquemia. Asimismo, nuestros resultados muestran que este modelo resulta en un aumento del número de nuevas neuronas con morfología aberrante en ambos hemisferios del cerebro. Además, observamos que parte de los animales desarrollan déficit cognitivo a largo plazo. Los resultados preliminares presentados en este estudio sugieren que el ictus isquémico inducido por cloruro férrico es un modelo experimental adecuado para el estudio de la neurogénesis hipocampal adulta y el deterior cognitivo post-ictus.

dianas 11(2) > Sánchez-Velásquez etal

dianas | Vol 11 Num 2 | septiembre 2022 | e202209fa03

La quinasa Fgr como diana terapéutica en inflamación cardiaca.

Mariam José Sánchez Velásquez, Marta Pérez-Hernández, José Antonio Enríquez

1. Unidad de Bioquímica y Biología Molecular, Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud, Universidad de Alcalá, 28871 Alcalá de Henares, Madrid, España.  2. GENOXPHOS-Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III, 28029 Madrid, España.

a. mjossanchezvel@gmail.com

Palabras clave: diana terapéutica; quinasa Fgr; inflamación; enfermedad cardiovascular

Resumen

Las enfermedades cardiovasculares son la causa más común de mortalidad a nivel mundial, afectando aproximadamente al 32% de la población global [1]. Aunque son muchos los factores asociados a estas enfermedades, la mayoría comparte un mecanismo: la inflamación [2,3,4]. Por tanto, reducir la inflamación cardiaca supondría un importante avance en la terapéutica de estas enfermedades. Investigadores del CNIC demostraron que la tirosina quinasa Fgr es activada por estrés (por el aumento de especies reactivas de oxígeno (ROS)), y fosforila la subunidad A del complejo II (CII) de la cadena de transporte de electrones mitocondrial, aumentando la actividad del CII, lo que produce un cambio metabólico celular [7]. Demostraron además que este cambio metabólico en los macrófagos induce la producción de citoquinas inflamatorias y a la polarización de estos hacia el tejido dañado. De hecho, la pérdida sistémica de Fgr en ratones (Fgr-knock out -KO-) sometidos a distintos tipos de estrés (inanición, hipoxia/reoxigenación, infección por E. coli y obesidad) generan macrófagos incapaces de adaptarse metabólicamente y por tanto no producen inflamación [8,9]. Dada la importancia de la inflamación en las enfermedades cardiacas, resulta interesante estudiar el papel de la quinasa Fgr en el corazón y su implicación en la regulación de los complejos mitocondriales en los distintos tipos celulares cardiacos (como macrófagos cardiacos (cMacs) y cardiomiocitos). Por ello, el presente estudio tiene como objetivo caracterizar el papel de la Fgr en el corazón mediante el uso de ratones Fgr-KO, a fin de proponerla como diana terapéutica en la inflamación cardiovascular.

dianas 11(2) > Botella-Cayuelas etal

dianas | Vol 11 Num 2 | septiembre 2022 | e202209fa02

Estudio de CD44 como un posible nuevo biomarcador indicativo de sensibilidad al bloqueo del eje PD-1 en cáncer de pulmón de células no pequeñas (CPCNP) avanzado.

Ainhoa Botella Cayuelas, Magdalena Abraham Molero, Jon Zugazagoitia Fraile

1. Unidad de Bioquímica y Biología Molecular, Departamento de Biología de Sistemas, Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud, Universidad de Alcalá, 28871 Alcalá de Henares, Madrid, España.  2. Grupo de Investigación en Microambiente Tumoral e Inmunoterapia. Instituto de Investigación Hospital Universitario 12 de Octubre, Madrid.  3. Departamento de Oncología Médica. Hospital Universitario 12 de Octubre, Madrid.

a. ainhoabotellacayuelas@gmail.com

Palabras clave: CD44; CPCNP; biomarcador; PD-1; inmunoterapia

Resumen

CD44 es una glicoproteína de superficie expresada en diversos tipos de tumores, incluido el CPCNP. Esta proteína aporta ventajas en la progresión tumoral, participando en procesos como la transición epitelio-mesénquima (EMT) y, como biomarcador, su expresión ha sido relacionada en la mayoría de casos con un peor pronóstico. Sin embargo, tras los resultados obtenidos en las investigaciones realizadas por Moutafi, Molero et al, en este estudio se han iniciado los experimentos pertinentes para vislumbrar los mecanismos moleculares que causan sensibilidad a la inhibición del eje PD-1 en CPCNP. A través de RT-PCR se ha identificado la isoforma CD44s en cinco líneas celulares de cáncer de pulmón murino (UNCSCC679, UNCSCC680, KLN205, Lacun2 y Lacun3). Además, con el diseño de cuatro sgRNA y mediante la técnica de CRISPR/Cas9 se han conseguido crear tres líneas celulares knock-out para CD44 (UNCSCC679, KLN205 y Lacun3) con el fin de inducir tumores en ratones inmunocompetentes para evaluar los efectos de la inmunoterapia anti-PD1. Los hallazgos de este trabajo son imprescindibles para el desarrollo de modelos murinos que ayuden a conocer el comportamiento de tumores de CPCNP y el descubrimiento de una terapia eficaz contra ellos.

dianas 11(2) > Díaz-Yuste etal

dianas | Vol 11 Num 2 | septiembre 2022 | e202209fa01

Papel de la Dipeptidil Peptidasa-4 (DPP4) en la fisiopatología de la COVID-19.

Alba Díaz Yuste, Alba Sebastián-Martín, Belén G. Sánchez, Alicia Bort, José M. Mora-Rodríguez, Inés Díaz-Laviada

1. Departamento de Biología de Sistemas, Universidad de Alcalá. 28871, Alcalá de Henares, Madrid, España.  2. Yale University, School of Medicine, Department of Comparative Medicine, New Haven, CT, 06519, United States.

a. alba.diazy@edu.uah.es  b. alba.sebastian@uah.es  c. belensg.88@gmail.com  d. alicia.bortbueno@yale.edu  e. josem.mora@uah.es  f. ines.laviada@uah.es

Palabras clave: DPP4; CD26; inflamación; SARS-CoV-2; COVID-19; gliptinas

Resumen

La DPP4/CD26 es una proteína transmembrana con múltiples funciones, entre las que se encuentran la regulación de la glicemia, la migración y proliferación celular además de la regulación del sistema inmune. En los últimos años ha adquirido especial importancia, ligada a su posible actuación como correceptor para el SARS-CoV-2, demostrada anteriormente con otros coronavirus. En esta revisión, analizamos las evidencias existentes sobre el papel de DPP4 en el riesgo y desarrollo clínico de la COVID-19, así como su contribución a la fisiopatología de esta enfermedad. Teniendo en cuenta la respuesta hiperinflamatoria implicada en la patogénesis de la COVID-19 destacando la tormenta de citoquinas que suele producirse en el desarrollo de la enfermedad, profundizamos en las funciones de DPP4 en la regulación del sistema inmune. Mostramos que el amplio espectro de funciones reguladas por DPP4 es debido tanto a su actividad enzimática como proteasa, como a la interacción y asociación con otras moléculas de la superficie celular. Además, proveemos información actualizada acerca de los inhibidores de DPP4 aprobados por la EMA y/o la FDA, junto con la novedosa aprobación de fármacos genéricos (en 2021 y 2022). Esta revisión también cubre los efectos de los inhibidores de DPP4 (p.e., gliptinas) en la progresión de la infección por SARS-CoV-2, mostrando el papel de DPP4 en esta enfermedad.