La inhibición terapéutica de la vía de RANK disminuye la recurrencia del cáncer de mama al inducir la diferenciación de las células tumorales

 

Guillermo Yoldi y Eva González-Suárez

Laboratorio Transformación y Metástasis, Programa de Epigenética y Biología de Cáncer (PEBC), Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), Barcelona, España.

 

El cáncer de mama es la neoplasia más frecuente en mujeres y por tanto constituye uno de los problemas de salud pública más graves y acuciantes a nivel mundial. La mortalidad en cáncer de mama está asociada a la enfermedad metastásica, hoy por hoy, incurable. Distintas evidencias apuntan a que las células madre tumorales (CSC) constituyen el origen de las metástasis, dada su capacidad de auto-renovación y diferenciación y su resistencia a los tratamientos convencionales, fundamentalmente dirigidos contra las células proliferativas. Es esencial, por tanto, implementar nuevos tratamientos oncológicos capaces de eliminar la población de CSC, o de evitar su capacidad de auto-renovación forzando su diferenciación.

El papel esencial de RANK y su ligando RANKL en ostoclastogénesis y remodelación ósea, ha llevado al desarrollo de Denosumab, un anticuerpo monoclonal contra RANKL, utilizado en clínica para el tratamiento contra la osteoporosis y las metástasis óseas. Además, la vía de RANK actúa como mediador de la progesterona y regula el desarrollo de la glándula mamaria controlando proliferación, supervivencia y especificación de linajes mamarios. Tanto en células mamarias humanas como de ratón se ha demostrado que la sobreexpresión o activación de RANK interfiere con la diferenciación e induce la acumulación de células madre y progenitoras mamarias (Pellegrini, 2013; Palafox, 2012). Además, se ha visto que RANKL es el principal mediador de efecto pro-tumoral de la progesterona durante la iniciación de tumores de mama (González-Suárez, 2010; Schramek, 2010). Estos resultados sugieren que la inhibición de RANKL podría prevenir el cáncer de mama.

En adenocarcinomas de mama humanos RANK se expresa principalmente en células que no expresan receptores hormonales, lo que sugiere funciones independientes de progesterona, mientras que RANKL se encuentra predominantemente en el estroma (González-Suárez, 2010; Palafox, 2012). La expresión de RANK en cáncer de mama se relaciona con un fenotipo tumoral más agresivo, pero se desconoce el mecanismo responsable y el posible potencial terapéutico de la inhibición de RANKL para el tratamiento del cáncer de mama.

Tratando de dar respuesta a estos problemas planteados, un estudio del grupo de Eva González Suárez del Instituto de Investigación IDIBELL, recientemente publicado en la revista Cancer Research, acaba de demostrar que la inhibición de la vía de RANK en tumores de mama disminuye notablemente el número de CSC, lo que se traduce en una reducción de recidivas y metástasis y un aumento de la sensibilidad a la quimioterapia. Lo ha hecho valiéndose del modelo murino MMTV-PyMT que desarrolla de manera espontánea tumores con patrones de expresión de RANK y RANKL similares a los encontrados en adenocarcinomas mamarios humanos.

En dicho estudio se generaron ratones MMTV-PyMT en los que RANK había sido delecionado genéricamente (MMTV-PyMT+/-;RANK-/-). La ausencia de RANK se traducía en un retraso y una menor incidencia de tumores y metástasis pulmonares. Estos resultados confirmaban de nuevo el papel fundamental de RANK en la iniciación tumoral.

Pero en este estudio los investigadores fueron más allá. Con el fin de evaluar el potencial terapéutico de la inhibición de RANK, se realizaron trasplantes de células tumorales RANK KO y wildtype (WT) en las mamas de ratones WT. Las células RANK KO mostraron una mayor latencia (tiempo de aparición de los tumores tras la inyección de las células tumorales) así como una mayor cantidad de células apoptóticas. Además, los tumores derivados de células sin RANK, eran más sensibles al efecto del agente quimioterápico docetaxel. Ensayos funcionales donde las células tumorales se inyectan en dilución límite con objeto de calcular la frecuencia de CSC, demostraron que la ausencia de RANK disminuía notablemente la capacidad de las células tumorales de dar lugar a nuevos tumores y metástasis pulmonares. Estos resultados demuestran que la ausencia de RANK exclusivamente en las células tumorales disminuye su supervivencia, así como su capacidad de iniciar nuevos tumores y metástasis.

La inhibición terapéutica de RANK disminuye la recurrencia del cáncer de mama al inducir la diferenciación de las células tumorales y reducir su supervivencia. Imagen cortesía de los autores.

La inhibición terapéutica de RANK disminuye la recurrencia del cáncer de mama al inducir la diferenciación de las células tumorales y reducir su supervivencia. Imagen cortesía de Guillermo Yoldi y Eva González.

Complementariamente, se realizó una aproximación farmacológica que se asemeja al procedimiento utilizado en pacientes de cáncer de mama. Para ello, se inyectaron células tumorales procedentes de adenocarcinomas de ratón MMTV-PyMT en la mama de ratones WT y se inhibió RANKL con el fármaco RANK-Fc (emulando el tratamiento neoadyuvante). Células procedentes de estos tumores fueron aisladas y reinyectadas en dilución límite en otros ratones WT, y se trató de nuevo con RANK-Fc (tratamiento adyuvante). Estos ensayos de dilución límite pretenden emular la enfermedad “oculta”, donde algunas células tumorales que no se han eliminado durante la cirugía y sobreviven a los tratamientos, dan lugar al cabo de los años a recidivas y metástasis. Se observó que las células que recibieron el tratamiento neodyuvante con RANK-Fc tenían una capacidad de formar tumores más baja que las células que no lo habían recibido, mientras que el tratamiento adyuvante no tuvo efecto alguno.

Mediante análisis de expresión génica los investigadores desvelaron que los tumores que habían sido tratados con el inhibidor de RANKL tenían una mayor expresión de genes asociados con la diferenciación celular. Muchos de estos genes tales como Pip, caseínas o Wap se expresan durante la gestación y lactancia, cuando las células epiteliales mamarias se diferencian a células productoras de leche. Además, el pretratamiento con el inhibidor RANK-Fc inducía un programa de diferenciación luminal aumentando la expresión de genes como los factores de transcripción Tfap2, asociados a buen pronóstico en cáncer de mama, mientras que la activación de la vía tras el tratamiento con RANKL, aumentaba la expresión de Rspo1, co-activador de la vía de wnt. La diferenciación de las células tumorales tras el tratamiento con el inhibidor de RANKL explicaría la reducción del número de CSC.

Finalmente, para evidenciar la identidad de las CSC en este modelo se analizaron varios marcadores de superficie. Se observó que la población Sca1+, que en mama normal identifica a células luminales diferenciadas, era más abundante en tumores que habían recibido tratamiento neoadyuvante con RANK-Fc así como en las PyMT;RANK-/- comparadas con las WT. De hecho, ensayos funcionales de capacidad de iniciación tumoral demostraron que la población Sca1- está enriquecida en CSC. Esto indica que tanto la inhibición genética como farmacológica de la vía de RANK reduce la frecuencia de la población Sca1-, enriquecida en CSCs.

Por todo ello, este estudio sugiere que una terapia neoadyuvante con inhibidores de RANKL provocaría la diferenciación de las CSC, aumentando su sensibilidad a quimioterapia y disminuyendo recidivas y metástasis, lo cual permitiría disminuir la mortalidad en cáncer de mama.

Referencia: Yoldi G, et al. RANK Signaling Blockade Reduces Breast Cancer Recurrence by Inducing Tumor Cell Differentiation. Cancer Res. 2016 Oct 1;76(19):5857-5869. Doi: 10.1158/0008-5472.CAN-15-2745

 Bibliografía:

Pellegrini P, et al. Constitutive activation of RANK disrupts mammary cell fate leading to tumorigenesis. Stem Cells. 2013 Sep;31(9):1954-65. doi: 10.1002/stem.1454.

Palafox M, et al. RANK induces epithelial-mesenchymal transition and stemness in human mammary epithelial cells and promotes tumorigenesis and metastasis. Cancer Res. 2012 Jun 1;72(11):2879-88. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-12-0044.

Gonzalez-Suarez E, et al. RANK ligand mediates progestin-induced mammary epithelial proliferation and carcinogenesis. Nature. 2010 Nov 4;468(7320):103-7. doi: 10.1038/nature09495.

Schramek D, et al. Osteoclast differentiation factor RANKL controls development of progestin-driven mammary cancer. Nature. 2010 Nov 4;468(7320):98-102. doi: 10.1038/nature09387

 

Última versión: 18-10-2016

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