Un nuevo modelo ortotópico permite descifrar los mecanismos moleculares asociados a la metástasis del sarcoma de Ewing

Laura Lagares-Tena, Santiago Rello-Varona y Oscar M Tirado

Sarcoma Research Group. IDIBELL (Institut d’Investigació Biomèdica de Bellvitge), L’Hospitalet de Llobregat, Barcelona, Spain

 

El sarcoma de Ewing es el segundo cáncer óseo más común en niños y adolescentes. Imagen: Ed Uthman (CC BY 2.0, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).

El sarcoma de Ewing es el segundo cáncer óseo más común en niños y adolescentes. Imagen de una muestra patológica: Ed Uthman (CC BY 2.0, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).

El sarcoma de Ewing (SE) es el segundo cáncer óseo más común en niños y adolescentes. La tasa de supervivencia a cinco años se reduce drásticamente de un 60-70% de los pacientes con enfermedad localizada a un 20-45% en pacientes con enfermedad metastásica. Las células de SE presentan una translocación cromosómica característica que origina la fusión de dos genes. La más común es EWS/FLI1 (en el 85% de los casos) y actúa como factor de transcripción aberrante, promoviendo, a través de diferentes genes diana, la iniciación, mantenimiento y progresión tumoral.

Uno de estos genes diana es caveolina 1 (CAV1). En una publicación reciente en la revista Oncotarget, el Grupo de Investigación en Sarcomas del Institut d’Investigació Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), ha descrito cómo esta proteína promociona la capacidad metastásica del SE mediante la regulación de la proteína metaloproteinasa 9 (MMP-9) a través de la vía de las MAP quinasas ERK1/2.

Utilizando técnicas de silenciamiento génico de CAV1, observaron una inhibición en la fosforilación de ERK1/2 y de su activador MEK1/2, que correlaciona con la inhibición de la expresión y actividad de MMP-9. Estos resultados fueron replicados con el uso de un fármaco inhibidor específico de MEK1/2, U0126. La conexión entre CAV1 y la vía de las MAP quinasas se explica a través de la implicación de una proteína de andamiaje, conocida como IQGAP1. Dicha proteína interacciona tanto con ERK1/2 y MEK1/2 y los investigadores probaron la co-localización de CAV1 con IQGAP1. Mediante el silenciamiento estable de IQGAP1, los autores obtuvieron de nuevo el fenotipo ya visto para el silenciamiento de CAV1: una inhibición en la fosforilación de ERK1/2 y MEK1/2, una disminución en la expresión de MMP-9 y una reducción de la capacidad migratoria e invasiva de estas células.

La vía de las MAP quinasas puede ser activada por diferentes señales. Los investigadores del IDIBELL analizaron el perfil de fosforilación de una serie de receptores tirosina-quinasas y diferentes nodos de señalización intracelular en uno de los modelos de silenciamiento de CAV1. Sorprendentemente, el único cambio significativo que obtuvieron fue una menor fosforilación de la proteína ribosomal RPS6. Sin embargo, al comprobar la fosforilación de esta proteína en una matriz de tejidos de pacientes de SE, encontraron una correlación entre niveles altos de fosforilación de RPS6 y una mayor supervivencia. Al ser RPS6 un centro de integración de múltiples señales, este resultado destaca la complejidad de intentar inferir relaciones lineales entre procesos moleculares y clínicos.

CAV1 regula la expresión y la actividad de MMP-9 a través de la vía de ERK1/2, con la participación de IQGAP1. Imagen: Grupo de Investigación en Sarcomas, IDIBELL.

CAV1 regula la expresión y la actividad de MMP-9 a través de la vía de ERK1/2, con la participación de IQGAP1. Imagen: Grupo de Investigación en Sarcomas, IDIBELL.

De entre las vías que permiten la activación de RPS6, la conexión con la vía iniciada por ERK1/2 pasa a través de la proteína RSK1. Al silenciar su expresión no se detectaron variaciones significativas en la fosforilación ni de ERK1/2 ni de RPS6, ni diferencias en la expresión o actividad de MMP-9. Sin embargo, las células con RSK1 silenciada sí mostraron una menor capacidad migratoria e invasiva in vitro. Para entender el papel de RSK1 en la capacidad metastásica in vivo, los investigadores emplearon dos modelos en ratones nude atímicos. Con el primero, un modelo de metástasis experimental mediante la inyección de las células en la vena de la cola, no obtuvieron diferencias significativas en la capacidad de colonizar los pulmones. Al ser el modelo de inyección en vena una aproximación sencilla a la metástasis, los investigadores optaron por desarrollar una versión modificada de un modelo ortotópico previamente descrito, que reproduce más fielmente los procesos de desarrollo tumoral y metástasis. En este modelo se inyectan las células en el músculo grastrocnemio y se deja crecer el tumor primario hasta un tamaño determinado. Entonces, se procede a resección del gastrocnemio para permitir la supervivencia de los ratones por un período suficiente para el desarrollo de metástasis. Mediante este modelo sí encontraron una menor incidencia de metástasis pulmonares en los ratones inyectados con las células con RSK1 silenciado.

En resumen, este trabajo: (i) demuestra que CAV1 regula la expresión y la actividad de MMP-9 a través de la vía de ERK1/2, con la participación de IQGAP1; (ii) muestra que CAV1 media en los niveles de fosforilación de RPS6; (iii) relaciona la fosforilación de RPS6 con la progresión general del SE, de la que puede servir de marcador; (iv) identifica RSK1 como nuevo agente participante en la metástasis del SE, cuya relación con el resto de los elementos resta por clarificar. Por último y en clave metodológica, los investigadores presentan un nuevo modelo de experimentación animal que puede ser muy útil para el estudio del proceso metastásico no sólo en SE, sino también en otras entidades tumorales.

Referencia: Lagares-Tena, et al. Caveolin-1 promotes Ewing sarcoma metastasis regulating MMP-9 expression through MAPK/ERK pathway. Oncotarget. 2016 Jul 28. doi: 10.18632/oncotarget.10872.

 

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