Efecto del péptido sintético CIGB-300 en vías de señalización dependientes de CK2 : implicancia en el tratamiento del cáncer de pulmón de células no pequeñas en un modelo preclínico

Abstract

El cáncer de pulmón es la principal causa de muerte por cáncer en nuestro país y en el mundo. Más del 80% de los casos corresponden al subtipo de cáncer de pulmón de células no pequeñas (NSCLC). El cisplatino continúa siendo el estándar de tratamiento quimioterapéutico a pesar de su limitada eficacia, consecuencia tanto de la resistencia intrínseca como adquirida que presenta. La CK2 es una Ser/Thr quinasa que se encuentra sobre-expresada en varios tipos de tumores, incluido el cáncer de pulmón, donde cumple un rol muy importante en la supervivencia y en el bloqueo de la apoptosis. CIGB-300 es un péptido sintético con acción antitumoral que presenta un novedoso mecanismo de acción, dado que es capaz de unirse a los sustratos de CK2 y de prevenir la actividad de la enzima. El objetivo de la presente tesis consistió en analizar los efectos de CIGB-300 sobre vías de señalización dependientes de CK2 en líneas celulares de NSCLC y estudiar de qué manera su bloqueo puede contribuir a mejorar los tratamientos actuales. Hemos demostrado que CIGB-300 induce una respuesta anti-proliferativa tanto en cultivos en monocapa como en modelos tridimensionales de células NSCLC, presentando en estos últimos una rápida y efectiva internalización. Este efecto fue acompañado por la inhibición de la vía canónica de NF-κB, según constatamos mediante la reducción en los niveles nucleares de RelA/p65 en todas las líneas celulares analizadas. La modulación sobre NF-κB se asoció con un aumento en la actividad del proteasoma, hallándose un vínculo entre CIGB-300 y la subunidad Alpha7/C8 de este complejo. Por otra parte, se observó que CIGB-300 fue capaz de alterar el eje Wnt/β-catenina, aunque sólo en el contexto de estimulación de esta vía. Puesto que la activación de NF-κB ha sido vinculada con la inducción de resistencia a cisplatino, exploramos si CIGB-300 podría aportar un beneficio adicional al tratamiento estándar con este quimioterápico. Para tal fin establecimos con éxito un modelo de resistencia al cisplatino que presentó niveles incrementados de p65 nuclear luego de la exposición al quimioterápico. De manera notable, la dependencia adquirida a la vía de NF-κB hizo que la línea cisplatino-resistente sea más sensible al tratamiento con CIGB-300. En conclusión, nuestros resultados aportan nueva información al mecanismo de acción de CIGB-300 y sugieren potenciales usos clínicos para la terapia de pacientes NSCLC.

Lung cancer is the most frequently diagnosed cancer and the leading cause of cancer-related deaths worldwide. Up to 80% of cancer patients are classified as non-small-cell lung cancer (NSCLC) and cisplatin remains as the gold standard chemotherapy treatment, despite its limited efficacy due to both intrinsic and acquired resistance. The CK2 is a Ser/Thr kinase overexpressed in various types of cancer, including lung cancer. CIGB-300 is an antitumour peptide with a novel mechanism of action, since it binds to CK2 substrates thus preventing the enzyme activity. The aim of this work was to analyze the effects of CIGB-300 treatment targeting CK2-dependent signaling pathways in NSCLC cell lines and whether it may help improve current chemotherapy treatment. For this purpose, the human NSCLC cell lines NCI-H125 and NIH-A549 were used. We demonstrated that CIGB-300 induces an anti-proliferative response both in monolayer and three-dimensional NSCLC models, presenting rapid and complete peptide uptake. This effect was accompanied by the inhibition of the CK2-dependent canonical NF-κB pathway, evidenced by reduced RelA/p65 nuclear levels and the modulation of NF-κB protein targets in both lung cáncer cell lines, as well as conditionally reduced NF-κB transcriptional activity. In addition, NF-κB modulation was associated with enhanced proteasome activity, possibly through the interaction with its α7/C8 subunit. On the other hand, CIGB-300 was also able to alter the Wnt/β-catenin pathway, but only when this pathway was previously activated. Given that NF-κB activation has been linked to cisplatin-induced resistance, we explored whether CIGB-300 could bring additional therapeutic benefits to the standard cisplatin treatment. We established a resistant cell line that showed higher p65 nuclear levels after cisplatin treatment as compared with the parental cell line. Remarkably, the acquired NF-κB pathway dependence made the cisplatin-resistant cell line more sensitive to CIGB-300 treatment. In conclusion, our data provide new insights into CIGB-300 mechanism of action and suggest clinical potential on current NSCLC therapy.