ESCUELA DE DOCTORADO

 
Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá
Más información
PAPEL DE V600EBRAF EN LA REPROGRAMACIÓN DEL METABOLISMO DE GLUCOSA Y GLUTAMINA DE CÉLULAS TUMORALES TIROIDEAS: IMPLICACIONES TERAPÉUTICAS
Autor/aGallego Tamayo, Beatriz
DepartamentoBiología de Sistemas
Director/aChiloeches Gálvez, Antonio
Fecha de defensa13/12/2021
CalificaciónSobresaliente Cum Laude
ProgramaSeñalización Celular (RD 99/2011)
Mención internacionalNo
ResumenEl cáncer es una de las principales causas de muerte en el mundo y la selección de dianas terapéuticas para su tratamiento ha avanzado mucho en los últimos años. Una de las principales rutas de señalización alteradas en cáncer y directamente relacionada con muchas de las capacidades distintivas de los tumores es la ruta RAS-RAF-MEK-ERK. Dentro de esta vía, la mutación V600EBRAF es de las más frecuentemente implicadas en procesos tumorales. La expresión de este mutante es especialmente habitual en melanoma y tumores tiroideos, donde su presencia aumenta la capacidad proliferativa, invasiva y metastásica de estas células. Por todo ello, se han desarrollado numerosos inhibidores selectivos de este mutante que, aunque han demostrado cierta efectividad en melanoma, no han mejorado la eficacia de las terapias antitumorales tanto como se esperaba. Esto se debe a la frecuente aparición de resistencias ante este tipo de tratamientos. Por otro lado, una de las capacidades asociadas a la carcinogénesis que ha adquirido mayor relevancia en los últimos años es la reprogramación metabólica de las células tumorales. Esta característica favorece el crecimiento, supervivencia, proliferación, invasión y metástasis tumoral, así como la aparición de resistencias a tratamientos convencionales. Por todo ello, se han desarrollado terapias antitumorales basadas en inhibidores del metabolismo tanto de la glucosa como de la glutamina, nutrientes esenciales para el desarrollo tumoral. Debido a todo esto, nosotros estudiamos la relación del mutante V600EBRAF con la reprogramación metabólica de la glucosa y la glutamina en células tumorales tiroideas y los mecanismos moleculares implicados. Para ello, utilizamos tres líneas celulares de cáncer de tiroides derivadas de tumores pobremente diferenciados o anaplásicos, que poseen la mutación V600EBRAF, en las que modulamos su actividad con distintas estrategias. Además, analizamos la importancia del metabolismo de la glucosa, glutamina y otros aminoácidos en la supervivencia tumoral, así como el efecto de su bloqueo sobre la eficacia terapéutica de la inhibición de V600EBRAF tanto in vitro, como en un modelo in vivo. Nuestros resultados muestran que las células tumorales tiroideas con la mutación V600EBRAF dependen de la disponibilidad y metabolismo de la glucosa y la glutamina para su supervivencia, y que la inhibición de estos procesos catabólicos conlleva un aumento de la muerte celular. Además, demostramos que V600EBRAF se encuentra implicado en el mantenimiento de la respiración celular y producción de ATP, así como en la dependencia de la oxidación de la glucosa y glutamina para mantenerla. Además, V600EBRAF incrementa el flujo glucolítico a través del aumento en la expresión de GLUT-1 y HK-II de forma dependiente del factor de transcripción HIF-1¿ y, probablemente, MYC. En cuanto al metabolismo de la glutamina, demostramos que la inhibición de V600EBRAF no modifica los niveles de este aminoácido, pero sí la síntesis de asparagina de forma dependiente de ASNS, a través de la vía de estrés del retículo. Por otra parte, la inhibición conjunta de V600EBRAF y el metabolismo de la glucosa o la asparagina sinergizan en la disminución de la supervivencia celular, aunque los mecanismos varían según la línea celular. Asimismo, demostramos que la inhibición de la glucolisis tiene un efecto antitumoral y aumenta la sensibilidad a la inhibición de V600EBRAF in vivo. En conjunto, estos datos señalan la inhibición metabólica de la glucolisis y la asparagina como una buena estrategia terapéutica para mejorar la eficacia de tratamientos con inhibidores de V600EBRAF en tumores tiroideos que no responden con la eficacia esperada o generen resistencias a este tratamiento