Bases moleculares y celulares del efecto antineoplásico del péptido CIGB-300 en células derivadas de tumores sólidos

El CIGB-300 es un péptido sintético seleccionado por su capacidad de inhibir la fosforilación catalizada por la enzima CK2 a través de la interacción con el sitio fosfoaceptor. Evidencias preliminares sugieren que el CIGB-300 es capaz de inhibir la proliferación celular y que retarda el crecimiento tumoral en un modelo singénico de cáncer. Sin embargo, la identidad del(los) blanco(s) molecular(es), y los efectos de la inhibición de su fosforilación sobre la célula tumoral no han sido caracterizados. Los resultados del presente trabajo demuestran que la proteína multifuncional B23/NPM constituye el principal blanco molecular del péptido CIGB-300 en células tumorales derivadas de pulmón, cérvix, colon y próstata. La inhibición de la fosforilación de B23/NPM indujo muerte celular por apoptosis y arresto en el ciclo celular en dichas células, proceso que pudiera ser antecedido por la desintegración nucleolar. Por otra parte, el fenotipo de respuesta antiproliferativa de las líneas celulares estudiadas correlacionó con la llegada del péptido al nucléolo, principal localización subcelular de B23/NPM. Finalmente, se evidenció que el CIGB-300 modula la expresión de genes relacionados con la traducción de proteínas, el metabolismo energético y la biogénesis ribosomal, en correspondencia con las funciones adscritas a B23/NPM y el papel de la fosforilación catalizada por CK2 sobre su actividad chaperona. Estos hallazgos develan por primera vez la identidad del principal blanco molecular del péptido CIGB-300 en células tumorales, así como aportan un conjunto de conocimientos sobre las bases moleculares y celulares que contribuyen a explicar el amplio efecto antineoplásico manifestado por el CIGB-300 en modelos preclínicos de cáncer

Bases moleculares y celulares del efecto antineoplásico del péptido CIGB-300 en células derivadas de tumores sólidos

El CIGB-300 es un péptido sintético seleccionado por su capacidad de inhibir la fosforilación catalizada por la enzima CK2 a través de la interacción con el sitio fosfoaceptor. Evidencias preliminares sugieren que el CIGB-300 es capaz de inhibir la proliferación celular y que retarda el crecimiento tumoral en un modelo singénico de cáncer. Sin embargo, la identidad del(los) blanco(s) molecular(es), y los efectos de la inhibición de su fosforilación sobre la célula tumoral no han sido caracterizados. Los resultados del presente trabajo demuestran que la proteína multifuncional B23/NPM constituye el principal blanco molecular del péptido CIGB-300 en células tumorales derivadas de pulmón, cérvix, colon y próstata. La inhibición de la fosforilación de B23/NPM indujo muerte celular por apoptosis y arresto en el ciclo celular en dichas células, proceso que pudiera ser antecedido por la desintegración nucleolar. Por otra parte, el fenotipo de respuesta antiproliferativa de las líneas celulares estudiadas correlacionó con la llegada del péptido al nucléolo, principal localización subcelular de B23/NPM. Finalmente, se evidenció que el CIGB-300 modula la expresión de genes relacionados con la traducción de proteínas, el metabolismo energético y la biogénesis ribosomal, en correspondencia con las funciones adscritas a B23/NPM y el papel de la fosforilación catalizada por CK2 sobre su actividad chaperona. Estos hallazgos develan por primera vez la identidad del principal blanco molecular del péptido CIGB-300 en células tumorales, así como aportan un conjunto de conocimientos sobre las bases moleculares y celulares que contribuyen a explicar el amplio efecto antineoplásico manifestado por el CIGB-300 en modelos preclínicos de cáncer

Mechanisms of Cellular Uptake, Intracellular Transportation, and Degradation of CIGB-300, a Tat-Conjugated Peptide, in Tumor Cell Lines

CIGB-300 is a cyclic synthetic peptide that induces apoptosis in malignant cells, elicits antitumor activity in cancer animal models, and shows tumor reduction signs when assayed in first-in-human phase I trial in patients with cervical tumors. CIGB-300 impairs phosphorylation by casein kinase 2 through targeting the substrate’s phosphoacceptor domain. CIGB-300 was linked to the cell penetrating peptide Tat to facilitate the delivery into cells. Previously, we showed that CIGB-300 had a differential antiproliferative behavior in different tumor cell lines. In this work, we studied differential antiproliferative behavior in terms of cellular uptake, intracellular transportation, and degradation in tumor cell lines with dissimilar sensitivity to CIGB-300. The internalization of CIGB-300 was studied in different malignant cell lines. We found that the cell membrane heparan sulfate proteoglycans act as main receptors for extracellular CIGB-300 uptake. The most sensitive tumor cell lines showed higher intracellular incorporation of CIGB-300 in comparison to less sensitive cell lines. Furthermore, CIGB-300 uptake is time- and concentration-dependent in all studied cell lines. It was shown that CIGB-300 has the ability to penetrate cells mainly by direct membrane translocation. However, a minor proportion of the peptide uses an energy-dependent endocytic pathway mechanism to gain access into cells. CIGB-300 is internalized and transported into cells preferentially by caveolae-mediated endocytosis. Lysosomes are involved in CIGB-300 degradation; highly sensitive cell lines showed degradation at earlier times compared to low sensitive cells. Altogether, our data suggests a mechanism of internalization, vesicular transportation, and degradation for CIGB-300 in tumor cells

Mechanisms of Cellular Uptake, Intracellular Transportation, and Degradation of CIGB-300, a Tat-Conjugated Peptide, in Tumor Cell Lines

CIGB-300 is a cyclic synthetic peptide that induces apoptosis in malignant cells, elicits antitumor activity in cancer animal models, and shows tumor reduction signs when assayed in first-in-human phase I trial in patients with cervical tumors. CIGB-300 impairs phosphorylation by casein kinase 2 through targeting the substrate´s phosphoacceptor domain. CIGB-300 was linked to the cell penetrating peptide Tat to facilitate the delivery into cells. Previously, we showed that CIGB-300 had a differential antiproliferative behavior in different tumor cell lines. In this work, we studied differential antiproliferative behavior in terms of cellular uptake, intracellular transportation, and degradation in tumor cell lines with dissimilar sensitivity to CIGB-300. The internalization of CIGB-300 was studied in different malignant cell lines. We found that the cell membrane heparan sulfate proteoglycans act as main receptors for extracellular CIGB-300 uptake. The most sensitive tumor cell lines showed higher intracellular incorporation of CIGB-300 in comparison to less sensitive cell lines. Furthermore, CIGB-300 uptake is time- and concentration-dependent in all studied cell lines. It was shown that CIGB-300 has the ability to penetrate cells mainly by direct membrane translocation. However, a minor proportion of the peptide uses an energy-dependent endocytic pathway mechanism to gain access into cells. CIGB-300 is internalized and transported into cells preferentially by caveolae-mediated endocytosis. Lysosomes are involved in CIGB-300 degradation; highly sensitive cell lines showed degradation at earlier times compared to low sensitive cells. Altogether, our data suggests a mechanism of internalization, vesicular transportation, and degradation for CIGB-300 in tumor cells.Fil: Benavent Acero, Fernando Rodrigo. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Oncología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Perera Negrin, Yasser. Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología. Laboratorio de Oncología Molecular; CubaFil: Alonso, Daniel Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Oncología Molecular; ArgentinaFil: Perea, Silvio E.. Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología. Laboratorio de Oncología Molecular; CubaFil: Gomez, Daniel Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Oncología Molecular; ArgentinaFil: Farina, Hernán Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Oncología Molecular; Argentin