Investigadores de la Universidad Médica de Carolina del Sur MUSC informan una investigación preclínica que muestra que las propiedades promotoras de tumores de la neuropilina NRP -2 residen predominantemente en la isoforma NRP2b, mientras que NRP2a tiene los efectos opuestos en el cáncer de pulmón de células no pequeñas NSCLC, en la edición del 17 de enero de 2017 de señalización científica .
En modelos de ratón, NRP2a inhibió la proliferación de células tumorales, mientras que NRP2b promovió la metástasis y la progresión. Esta nueva comprensión puede conducir a terapias mejoradas que se dirigen específicamente a NRP2b, mientras que no afectan las funciones inhibidoras de tumores de NRP2a.
Los cánceres de pulmón son altamente invasivos, metastásicos y resistentes a los medicamentos; representan una quinta parte de las muertes por cáncer en todo el mundo cada año. En parte, las propiedades malignas del cáncer de pulmón son impulsadas por la transición epitelio-mesenquimal EMT, que es principalmenteinducida por el factor de crecimiento transformante beta TGF-beta, y da como resultado la proliferación de células madre cancerosas.
Se sabe que los dos NRP humanos, NRP1 y NRP2, a menudo se regulan al alza en los tumores y se asocian con un mal pronóstico del paciente. Trabajo previo de los investigadores del MUSC Hollings Cancer Center, Robert Gemmill, Ph.D. y Harry Drabkin,MD, primeros y principales autores de la señalización científica el artículo demostró que NRP2, en particular, se regulaba positivamente en líneas de NSCLC cultivadas durante la EMT mediada por TGF beta. Además, se descubrió que la inhibición de NRP2 reduce las respuestas mediadas por TGF-beta, incluido el crecimiento tumoral invasivo.
Sin embargo, hasta la fecha, casi todos los estudios de NRP2 se han centrado en la isoforma 2a. Hasta ahora, NRP2b, la isoforma empalmada alternativamente, no se ha investigado en gran medida y se ha entendido mal.
"La mayoría de las investigaciones se han centrado en comprender los efectos principales de NRP2 en general y no estaba realmente preocupado por desglosar las funciones de sus componentes: las isoformas 2a y 2b", explicó Gemmill, que ocupa la Cátedra Melvyn Berlinsky Endowedfor Cancer Research en MUSC. "Por lo tanto, sabemos que NRP2a y NRP2b son casi idénticos; solo los últimos 100 aminoácidos en el extremo C son diferentes. Se especuló que podrían tener funciones diferentes, pero la mayoría de nosotros asumimosesas diferencias eran menores ".
"Está resultando que hay muchas variantes de moléculas que la gente simplemente no había visto antes y que solo recientemente hemos descubierto que son importantes", dijo Drabkin, quien ocupa la cátedra Mary Gilbreth en Oncología Clínica en MUSC."Por lo general, primero encontramos las cosas importantes y luego trabajamos en las capas más profundas y eso lleva tiempo. Como dicen, 'el diablo está en los detalles' y hay muchos detalles".
El equipo se involucró en su investigación de NRP2b por los resultados de los experimentos que estaban realizando con un potente supresor de tumores, la semaforina 3F SEMA3F, que usa NRP2 como receptor. Al analizar la expresión de NRP2, inesperadamente observaron una doble banda yque la inducción parecía afectar a una banda más que a la otra. Esto los llevó a preguntarse por qué una banda estaba más alterada que la otra. Además, encontraron que, durante los cambios progresivos que conducen a la metástasis tumoral, se pierde SEMA3F.
"Entonces, preguntamos, ¿qué le sucede? ¿A dónde va? Y descubrimos que, durante la progresión del cáncer de pulmón, se pierde SEMA3F y se induce NRP2b", explicó Gemmill. "Eso nos llevó a investigar la isoforma 2b paramira lo que hace porque nadie lo sabía ".
Con este fin, el equipo diseñó una serie de experimentos. Los ensayos de reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa en tiempo real revelaron que la estimulación de TGF-beta aumentó sustancialmente NRP2b pero no NRP2a. Esta fue la primera vez que NRP2 sobre regulación por TGF-Se ha demostrado que beta implica preferentemente la isoforma 2b no investigada. Luego, observaron los patrones de invasión y migración de células tumorales y encontraron que la migración de células cancerosas a través de las membranas recubiertas de Matrigel se inhibía en los modelos de caída de NRP2b y se mejoraba con la caída de NRP2a.
Experimentos repetidos confirmaron que la migración e invasión de células cancerosas mediadas por TGF-beta dependían de NRP2b. Fue entonces cuando el equipo se dio cuenta de que las dos isoformas tenían funciones muy diferentes en términos de progresión del cáncer, lo que los llevó a extender sus estudios a animales in vivomodelos.
"Tan pronto como vimos los resultados de la migración, supimos que teníamos que ponerlo en un modelo animal usando líneas de células cancerosas donde pudiéramos controlar la expresión de isoformas. Pensamos, 'esto es demasiado bueno para ser verdad', pero"Era cierto", explicó Gemmill. "Obtuvimos los mismos resultados una y otra vez. Siempre que expresamos NRP2b, el cáncer hizo metástasis, y siempre que expresamos NRP2a, la progresión y la metástasis se suprimieron. Claramente, con la isoforma 2b, hemos encontrado algo que promuevemetástasis."
"Otras personas habían considerado a los NRP como correceptores, pero nunca entraron en detalles sobre qué isoforma desempeñaba qué papel", dijo Drabkin. "Es una especie de trabajo de detective. Sigues pistas y preguntas. A veces sigues unapista falsa, pero en este caso encontramos algo nuevo que resultó ser importante ".
Experimentos adicionales demostraron que las esferas tumorales de células madre cancerosas, que son altamente tumorigénicas y resistentes a quimioterapia y radioterapia, se redujeron sustancialmente en los modelos de caída de NRP2b.
Específicamente, significativamente menos células desarrollaron resistencia a la quimioterapia con gefitinib en modelos que eliminaron NRP2b es decir, entornos tumorales con niveles muy bajos de 2b y significativamente más células desarrollaron resistencia en la eliminación de NRP2a es decir, entornos tumorales con niveles muy bajos de 2a.
Finalmente, los investigadores observaron muestras de tejido humano y encontraron que la abundancia de NRP2b en los tumores de pulmón humano se correlacionó con una etapa de cáncer más alta y una progresión más avanzada.
"La EMT produce un cambio total en el repertorio de factores de crecimiento y receptores. En los tumores en los que la EMT está en curso, hay más resistencia al tratamiento", explicó Drabkin. "Lo que encontramos fue que, en estos tumores epiteliales, si bloqueamos NRP2- especialmente la proteína 2b - en la superficie celular, simplemente no respondieron de ninguna manera como las células de control en términos de su capacidad para asumir el fenotipo EMT y migrar. Al inhibir ese receptor, hicimos una gran mella ensu capacidad para volverse resistentes ".
"Honestamente, estaba muy, muy sorprendido de cuán claramente diferentes eran las dos isoformas", dijo Gemmill. "Cuando nos dimos cuenta por primera vez de que había una expresión diferencial, pensé que tendríamos que buscar mucho para encontrar algunas diferencias menoresEl hecho de que fueran opuestos, uno inhibidor y otro que promovía la migración de células cancerosas, y que esta diferencia desapareciera tan rápidamente fue asombroso porque hay una lista tan corta de cosas que son diferentes acerca de estas 2 isoformas ".
Aunque todavía hay mucho que aprender sobre cómo funcionan NRP2a y NRP2b tanto en el tejido normal como en los cánceres, estos descubrimientos abren nuevas vías para posibles terapias. Las posibilidades van desde el desarrollo de anticuerpos monoclonales para atacar la isoforma 2b, hasta inmunoterapias yutilizando NRP2b como biomarcador para predecir las respuestas de los pacientes a terapias particulares.
Gemmill anticipa que, a raíz de sus hallazgos, los investigadores comenzarán a analizar el papel de NRP2b en otras áreas de la enfermedad.
"Creo que mucha gente se sentará cuando lea este artículo y dirá: 'Me pregunto qué hace en mi sistema'", dijo Gemmill. "Por ejemplo, la fibrosis a menudo se asocia con un TGF-betarespuesta y ahora sabemos que TGF-beta induce NRP2b. Entonces, tal vez, NRP2b juega un papel en la fibrosis que afecta los riñones, el hígado y los pulmones ".
Ambos investigadores coinciden en que este trabajo ejemplifica la importancia de no descartar hallazgos pequeños pero molestos.
Gemmill señala que muchos de los mayores avances en la ciencia comienzan con una persona sentada en un laboratorio, persiguiendo un único fenómeno aparentemente menor.
"Si ve algo que no está del todo bien, no lo descarte", dijo Gemmill. "Este es un hallazgo emocionante que se obtuvo al no dejar pasar un detalle".
"Así es como averiguamos lo que realmente está sucediendo en un sistema", dijo Drabkin. "Si trabajas lo suficiente en los detalles, empiezas a ver cómo interactúan las cosas. Cuanto más aprendes, más ves cómo se conectan las cosasy dónde están los puntos de pivote que pueden tener consecuencias biológicas. El progreso ocurre poco a poco hasta que encontramos una debilidad donde podemos dirigir la terapia ".
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Materiales proporcionados por Universidad Médica de Carolina del Sur . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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