Identificación de parámetros fenotípicos, metabólicos y moleculares en células madre mesenquimales de médula ósea que contribuyen a la formación del nicho pre-metastásico óseo en p...

• Autores: Borzone, Francisco Raúl
• Año de publicación: 2024
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Martinez, Leandro Marcelo; Lazarowski, Alberto; Chasseing, Norma Alejandra; Blank, Viviana; Chuluyan, Eduardo; Crottogini, Alberto
• Materia: Células madre/ estromales mesenquimales; Cáncer de mama; Estrés oxidativo; Senescencia; Nicho pre-metastásico; Metástasis ósea; Ciencias de la vida
• Institución: Universidad de Buenos Aires

Fil: Borzone, Francisco Raúl. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Buenos Aires, Argentina
El cáncer de mama es la forma predominante de carcinoma entre las mujeres de todo el mundo, aproximadamente un 70 % de las pacientes en estadios clínico-patológicos avanzados desarrollan metástasis óseas, lo que conlleva a una tasa de mortalidad muy alta. Los microambientes permisivos de los distintos órganos favorecen el alojamiento/ ?homing? de células cancerosas y su posterior proliferación, eventos fundamentales para la evolución de la cascada metastásica. Las causas y los mecanismos detrás de las metástasis óseas en pacientes con cáncer de mama (PCM) aún son un rompecabezas por resolver. En este sentido, las células madre/ estromales mesenquimales (MSCs) de médula ósea (MO) son críticas para regular la homeostasis de la unidad funcional del sistema médula ósea/hueso, y las fallas en su funcionalidad transforman a la MO/ hueso en un nicho pre-metastásico (PMN).\nEn trabajos previos encontramos que las MSCs de MO de PCM avanzado (carcinoma ductal infiltrante, estadio III-B, no inflamatorio) tienen un perfil alterado. El objetivo general de esta tesis es identificar nuevos parámetros, en particular a nivel fenotípico, metabólico y molecular, que nos permitan explicar fundamentalmente el desbalance de los procesos de auto-renovación, proliferación y diferenciación osteogénica de las MSCs de MO de estas PCM avanzado, así como el proceso de osteoclastogénesis que las mismas MSCs promueven. Alteraciones que conducen a la creación de un nicho favorable para la futura evolución de la cascada metastásica en MO/ hueso. En consecuencia, también es parte de este trabajo, evaluar algunos tratamientos para revertir o atenuar estas alteraciones con la finalidad de prevenir o retrasar en el futuro la progresión metastásica ósea en estas PCM. Se realizó un análisis comparativo que incluyó la capacidad de auto-renovación, la morfología, la capacidad de proliferación, el ciclo celular, los niveles de especies oxigenadas reactivas (ROS, totales y mitocondriales) y el daño que estas producen, la presencia de aberraciones cromosómicas, la senescencia (SA-?-gal), la capacidad de migración, de las MSCs aisladas y purificadas de MO de 14 PCM y 10 voluntarias sanas (VS). Además, se evaluó el secretoma de las MSCs y su capacidad para inducir mamoesferas pues se sabe que las MSCs senescentes presentan un perfil pro-tumoral. También se determinaron los niveles de expresión de genes de pluripotencia, osteogénicos, osteoclásticos e inflamación (OCT-4, SOX-2, M-CAM, RUNX-2, BMP-2, DXL-5, CCL-2, M-CSF e IL-6), además de genes de respuesta al estrés oxidativo (Nrf-2, HSP90, SOD1, SOD2, GPx1 y CAT). Por otro lado, se estudió la capacidad de la forma reducida de la Coenzima-Q10 (ubiquinol-10) y del ácido acetilsalicílico (aspirina) para normalizar algunos de los parámetros estudiados en las MSCs de estas pacientes.\nLos resultados mostraron que las MSCs de las PCM exhibían una disminución en su capacidad de auto-renovación y proliferación. Además, estas células mostraron una disminución en la progresión del ciclo celular y cambios morfológicos, como un aspecto agrandado y aplanado, junto con un fenotipo senescente. Se observó un aumento en los niveles de ROS, con daño en biomoléculas, principalmente en ADN y lípidos, así como un aumento en la expresión de genes relacionados con la respuesta al estrés oxidativo. También se encontró una disminución en la capacidad funcional de la telomerasa (TERT) para preservar la longitud de los telómeros, lo que se asoció con un aumento en las aberraciones cromosómicas y la presencia de protuberancias nucleares y micronúcleos. También, se identificó un incremento en la expresión de genes proinflamatorios y pro-osteoclásticos, así como una disminución en la expresión de genes relacionados con la pluripotencia. Se observó una capacidad de migración alterada y se detectaron cambios en el secretoma, junto con una disminución en la capacidad de inhibir la formación de mamoesferas respecto al secretoma de MSCs de MO normal.\nEstos resultados nos permiten demostrar que el tumor primario de mama modifica a distancia a las MSCs de la MO, produciendo un fenotipo alterado. El aumento del estrés oxidativo conlleva un incremento del daño celular, junto con la disminución de la capacidad funcional para preservar la longitud de los telómeros, así como la acumulación de aberraciones cromosómicas, protuberancias nucleares y micronúcleos, lo cual podría explicar el fenotipo senescente observado, con disminución de la capacidad de auto-renovación, proliferación, capacidad migratoria y diferenciación osteogénica. Además, se evidencia un perfil de expresión génica y proteico alterado, con capacidad para dar soporte a las células madre tumorales. Es decir, las MSCs de estas pacientes reúnen todas las características fenotípicas, metabólicas y moleculares necesarias para establecer un PMN.\nPor lo tanto, si la progresión de la enfermedad depende en gran medida de las características del PMN (suelo fértil) y el establecimiento del PMN depende, a su vez, de las características de las MSCs, es de vital importancia para el tratamiento de esta patología el diseño de terapias que incluyan la normalización de las MSCs. Revertir este perfil anormal de las MSCs puede ser un enfoque prometedor para el tratamiento de estas pacientes, lo que podría retrasar la aparición de las metástasis en MO/ hueso y por ende mejorar su calidad de vida.\nFinalmente, los esfuerzos para revertir las características alteradas de las MSCs de las PCM, producidas fundamentalmente por un estado oxidativo aumentado, con la terapia antioxidante con Ubiquinol-10 o aspirina, en las condiciones planteadas en esta tesis, no fueron suficientes para mejorar las capacidades de auto-renovación, proliferación y diferenciación osteogénica in-vitro, así como la expresión de genes que favorecen el proceso osteoclastogénico. Esto indicaría que el daño celular acumulado en estas células, en este estadio particular de la enfermedad, no puede ser revertido al menos en las condiciones planteadas.
Doctor de la Universidad de Buenos Aires en Ciencias de la Salud