Estudio del papel de Hook1 y Hook2 en cáncer de ovario

Abstract

El cáncer de ovario posee una elevada tasa de mortalidad, siendo el más letal de todos los tumores ginecológicos, debido a su detección tardía y a la resistencia a las terapias convencionales. A pesar de una primera respuesta favorable a los tratamientos, con un 70-80% de tasa de remisión, la mayoría de los pacientes sufre una recaída, desarrolla quimiorresistencia y no responde en gran medida a la segunda línea de tratamiento. Se piensa que uno de los principales motivos de esta quimiorresistencia es la presencia de poblaciones de células madre tumorales (CMTs), que son menos sensibles a este tipo de terapias. En un estudio previo, en bases de datos públicas y cohortes de pacientes propias, se determinó que la alteración transcripcional del gen Hook2 podría estar asociada a la recurrencia de los tumores de ovario. Hook2 pertenece a la familia de proteínas adaptadores Hook, que permiten la unión de diferentes sustratos a los microtúbulos y su transporte a través de la célula. Las proteínas Hook1 y Hook2, ambas pertenecientes a esta familia, han sido relacionadas con la tumorigénesis en diversos estudios, pero su papel en la aparición y desarrollo de tumores aún se encuentra por esclarecer. Por ello, decidimos estudiar cómo se relacionan estos genes con la capacidad tumorigénica y el fenotipo de CMT en el cáncer de ovario. La sobreexpresión de Hook1 y la de Hook2 no presentan el mismo efecto en nuestro modelo celular de cáncer de ovario. Mientras que la sobreexpresión de Hook1 provoca la muerte de la totalidad de las células del cultivo, la sobreexpresión de Hook2 no parece afectar a las propiedades tumorigénicas de la célula. Tampoco apreciamos cambios en el fenotipo de CMT, en la migración, ni en el proteoma de las células de cáncer de ovario cuando sobreexpresamos Hook2. Por otra parte, la disminución, tanto de los niveles de Hook1, como de los niveles de Hook2, afecta de manera considerable a las propiedades tumorigénicas de las células de cáncer de ovario. La reducción de ambos genes ocasiona una disminución del crecimiento de las células in vitro, una reducción de sus propiedades de CMT y una menor capacidad de migración. Además, impide por completo el crecimiento de tumores in vivo. Sin embargo, no encontramos un descenso de genes asociados al fenotipo de CMT, ni a la transición epitelio-mesénquima (TEM), que pueda explicar este fenómeno. Cuando analizamos el proteoma de estas células para ver a qué pueden deberse estas alteraciones, observamos que hay un aumento de la abundancia de un gran número de proteínas relacionadas con la acumulación de proteínas incorrectamente plegadas y al estrés proteotóxico derivado de este fenómeno. Por ello, estudiamos el estado de activación de la UPR en el retículo endoplasmático (RE) y hallamos un aumento en el estrés del RE ocasionado por la reducción de Hook1 y Hook2. Además, las células con niveles reducidos de Hook1 presentan un aumento en la sensibilidad a fármacos inductores de estrés del RE e inhibidores del proteasoma, y las células con niveles reducidos de Hook2, solo a inductores del estrés del RE. Por otra parte, la reducción de los genes de interés también provoca cambios en el flujo autofágico y un aumento en la muerte celular. Los cambios del flujo autofágico parecen ser dependientes del contexto celular, ya que en una de las líneas celulares estudiadas hemos encontrado un aumento de la autofagia, mientras que, en la otra, el flujo autofágico parece hallarse parcialmente bloqueado, causando la acumulación de vesículas autofágicas. Sin embargo, en ambos casos, la autofagia estaría actuando como un mecanismo protector frente a la muerte celular, ya que la inhibición farmacológica de la misma dispara la muerte de las células con niveles reducidos de Hook1 o Hook2. Además, ambos genes parecen encontrarse implicados en la formación de los agresomas en las células de cáncer de ovario, ya que la reducción de sus niveles causa una disminución en la formación de estas estructuras destinadas a reducir el estrés proteotóxico. Esto podría explicar, al menos en parte, la aparición de la respuesta a proteínas mal plegadas, y el consiguiente aumento de la muerte. No obstante, la reducción farmacológica del estrés del RE no es capaz de rescatar por completo el aumento de la muerte observado en nuestro modelo. Por último, la reducción de Hook1 y Hook2 parecen aumentar la mortalidad de las células con fenotipo de CMT, ya que ocasiona una disminución del porcentaje de células EpCAM positivas y, además, un aumento en la muerte de las mismas. Este aumento de la muerte en las CMT puede deberse al incremento del estrés del RE o al bloqueo del flujo autofágico que aparece en las células al disminuir Hook1 o Hook2, ya que el uso de fármacos que inducen estrés del RE o bloquean la autofagia es capaz de provocar el mismo efecto sobre la muerte de las CMT que la reducción de Hook1 o Hook2. Además, esto podría explicar el descenso en las propiedades asociadas a CMT previamente descrito.