Papel del sistema del glutatión en la adaptación y resistencia de los tumores linfoides al estrés oxidativo

Abstract

Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Bioquímica. Fecha de lectura: 13-12-2019Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 13-06-2021La transformación tumoral es un proceso complejo que implica varios cambios en el funcionamiento normal de la célula. Entre las habilidades que adquiere una célula en su transición a un estado maligno se encuentra la capacidad de crecimiento independiente de anclaje, íntimamente relacionada con los mecanismos que permiten evadir la muerte celular inducida por pérdida del anclaje a un sustrato rígido. El ensayo más empleado para determinar la capacidad de crecimiento independiente de anclaje es el de formación de colonias en agar blando. Mientras que los linfomas, tumores sólidos resultado de la malignización de células linfoides, forman colonias en agar blando, los linfocitos inmortales no tumorales no crecen. Los linfocitos normales requieren de anclaje a sustratos y a otras células para llevar a cabo sus funciones biológicas. Sin embargo, en este trabajo hemos observado que, in vitro, tanto las líneas celulares linfoides tumorales como las inmortales no tumorales son capaces de proliferar en ausencia de interacción directa con otras células o con el sustrato rígido. El estudio en profundidad del papel restrictivo que ejerce el cultivo en agar blando sobre las líneas inmortales, pero no sobre las líneas tumorales, reveló que es capaz de inducir estrés oxidativo en las células a través del aumento de los niveles de especies reactivas de oxígeno (ROS). Las células linfoides tumorales, a diferencia de las inmortales no tumorales, son capaces de hacer frente al estrés oxidativo inducido por el cultivo en agar gracias al incremento en los niveles de glutatión reducido (GSH), uno de los principales mecanismos de defensa antioxidante de la célula. La pérdida de la producción de GSH en células tumorales, mediante la inhibición farmacológica o mediante el silenciamiento de la expresión de la subunidad catalítica de la enzima limitante en su síntesis (GCLC), aumentó el estrés oxidativo e inhibió drásticamente el crecimiento de las células tumorales en agar blando. El silenciamiento de GCLC también inhibió el crecimiento de linfomas en un modelo de xenotrasplante subcutáneo en ratones inmunodeficientes NOD-SCID. Los tejidos linfoides tumorales de un modelo de ratón que sobre-expresa MYC en linfocitos B (lambda-MYC) muestran mayores niveles de GSH que los tejidos linfoides de ratones sanos y el tratamiento de los ratones lambda-MYC con un inhibidor farmacológico de GCLC previno la linfomagénesis en este modelo animal, lo que junto con el resto de resultados obtenidos en este trabajo sugiere la posibilidad de dirigir futuros tratamientos contra los mecanismos responsables de proporcionar resistencia al estrés oxidativo de las células tumorales.Tumor transformation is a complex process that involves several changes in cell physiology. Among the abilities that a cell acquires in its transition to a malignant state is the capacity for anchorage-independent growth, a capacity intimately related to the mechanisms that prevent cell death induced by loss of anchorage to a rigid substrate. Colony formation in soft agar hydrogels is the gold-standard assay for anchorage-independent growth. While lymphomas, solid tumors resulting from malignancy of lymphoid cells, form colonies in soft agar, immortal non-tumor lymphocytes do not grow. Lymphocytes anchor to the extracellular matrix and other cells while carrying out their biological function. However, we have observed that both tumor lymphoid and immortal non-tumor cells proliferate in the absence of direct interaction with other cells or with a rigid substrate. Research of the mechanisms involved in the restrictions imposed by soft agar on the growth of immortal lymphoid cell lines, but not on that of lymphoid tumor cell lines, revealed that of the culture in soft agar induces oxidative stress through of the increase of reactive oxygen species (ROS). Tumor lymphoid cells, unlike non-tumor immortal lymphoid cells, are able to cope with oxidative stress induced by culture in soft agar through the increase in reduced glutathione levels (GSH), one of the main antioxidant defense mechanisms of cells. The loss of GSH production in tumor cells, through pharmacological inhibition or by silencing of the catalytic subunit of the limiting enzyme of its synthesis (GCLC), markedly inhibited their growth in soft agar. Moreover, GCLC knockdown also inhibited lymphoid tumor growth in a model of subcutaneous xenograft in immunodeficient NOD-SCID mice. Lymphoid tumor tissues in the lambda-MYC mouse model, that overexpresses MYC in B-lymphocytes, show higher GSH levels than lymphoid tissues from wild-type littermates, and pharmacological inhibition of GCLC in lambda-MYC mice prevented lymphomagenesis. Together, our results strongly encourage directing lymphoid tumor treatments against mechanisms responsible for oxidative stress resistance in tumor cells