Rol de la vía PI3K/AKT/mTOR en la progresión del cáncer de mama

Tesis

Resumen *

Antecedentes: El cáncer de mama es la neoplasia maligna más común en mujeres y una de las primeras causas de muerte por cáncer en el mundo. A pesar de los avances en el diagnóstico y en el tratamiento para esta enfermedad, un alto porcentaje de los tumores progresan y metastatizan en órganos distantes. PI3K/AKT/mTOR es la vía mutada con mayor frecuencia en tumores sólidos; alrededor del 70% de los tumores de mama presentan alguna mutación en esta vía, lo cual se asocia con un peor pronóstico y resistencia a la terapia endócrina, contra HER-2, radio y quimioterapia. Existen tres isoformas para Akt: AKT1, AKT2 y AKT3, con discrepancias sobre sus funciones específicas. Objetivo: El objetivo de este trabajo fue estudiar el rol diferencial de AKT1 y AKT2 en los procesos de proliferación, migración e invasión celular a lo largo de la progresión tumoral en cáncer de mama. Antecedentes: En trabajos previos del laboratorio utilizando un modelo de carcinomas mamarios murinos habíamos demostrado que la sobreactivación de la isoforma AKT1 era capaz de inducir el crecimiento tumoral hormono-independiente. Los tumores generados resultaron ser más diferenciados que los tumores de los que derivaron, con formación de estructuras ductales y mayor expresión de citoqueratina 8 y laminina I, y menor expresión de citoqueratina 14. Metodología: Para extrapolar los resultados obtenidos en otros modelos experimentales, utilizamos tres líneas celulares humanas de cáncer de mama (IBH-7, IBH-6 y T47D), analizamos el efecto de sobreactivar o silenciar específicamente cada isoforma sobre el fenotipo tumoral en cultivo y en xenotransplantes. Resultados: En las líneas celulares IBH-7 e IBH-6 demostramos que AKT1 induce el crecimiento de tumores mamarios, a través de la activación de la proteína ribosomal S6 y el aumento en la expresión de ciclina D1. Además, la sobreactivación de AKT1 induce el crecimiento tumoral hormono-independiente a través de la fosforilación de receptores hormonales en ausencia de agergado exógeno de hormona. En consecuencia, la sobreactivación de AKT1 fue capaz de inducir resistencia al tratamiento con ICI182780 (Fulvestrant), un antagonista del receptor de estrógenos. Coincidente con los antecedentes mencionados, el fenotipo tumoral obtenido con la sobreactivación de AKT1 es de tipo glandular diferenciado, con aumento en la expresión de las proteínas luminales E-cadherina y laminina-I. Sorprendentemente, el silenciamiento de AKT1 endógeno disminuyó la proliferación e incrementó la migración e invasión celular in vitro a través de la inducción del eje 1-integrina/FAK/MMP9, e in vivo, siendo los tumores resultantes altamente infiltrantes. Por otro lado, la sobreactivación de AKT2 también indujo tumores con características infiltrantes pero sin modificar el crecimiento tumoral. Por el contrario, el silenciamiento de AKT2 endógeno disminuyó la motilidad celular en cultivo, regulando proteínas del citoesqueleto como F-actina y vimentina. El grado de invasión de los xenotransplantes IBH-6 y T47D con distintos niveles de AKT1 y AKT2 se asoció con la pérdida en la expresión de E-cadherina y un aumento en la expresión de vimentina, marcadores de progresión tumoral. Encontramos además que el silenciamiento de AKT1 induce un aumento en la expresión de AKT2 endógeno, sugiriendo una regulación entre isoformas. Por último, en un ensayo preliminar encontramos que el tratamiento con inhibidores de PI3K/AKT/mTOR si bien disminuye el crecimiento tumoral, aumenta la incidencia de metástasis pulmonares. Este resultado puede ser relevante en el diseño de terapias con inhibidores específicos de dicha vía. En conjunto, nuestros resultados muestran funciones diferentes, y en algunos casos opuestas, para AKT1 y AKT2 en la progresión del cáncer de mama. Demostramos que AKT1 tiene un rol relevante en el crecimiento tumoral, regulando proteínas involucradas en la sobrevida y proliferación celular y activando en forma ligando-independiente los receptores hormonales, esto último conlleva a la adquisición de resistencia a la terapia endócrina. En un estadio tumoral más avanzado, tanto la disminución de AKT1 a través de la activación del eje 1-integrina/FAK/MMP9, como el aumento de AKT2 a través de la regulación del citoesqueleto de actina, llevarían a una mayor agresividad tumoral dada por un aumento de la invasión celular. Conclusión: En base a nuestros resultados, proponemos que tanto la pérdida de AKT1 como la ganancia de AKT2 podrían ser consideradas como biomarcadores para clasificar a los tumores mamarios con características más agresivas. La relevancia de nuestro trabajo radica en el análisis exhaustivo de la función de la vía PI3K/AKT/mTOR, diferenciando el rol particular de AKT1 y AKT2 y de sus proteínas target downstream, que a futuro podría aplicarse en el diseño de terapias dirigidas a cada tipo y estadio tumoral para lograr un mayor efecto terapéutico. Información suministrada por el agente en SIGEVA