Integración de aproximaciones proteómicas y transcriptómicas para el estudio de células madre de glioblastoma humano

Resumen

El glioblastoma multiforme (GBM) representa el tipo de tumor cerebral primario más agresivo en humanos. A pesar del tratamiento, son frecuentes los episodios de recurrencia, debido, en parte, a la existencia de una población de células iniciadoras de tumor o Glioma Stem Cells (GSCs), que son resistentes a la radio y quimioterapia. Esto explica el escaso éxito de las terapias actuales, dirigidas principalmente a la masa tumoral. Por ello, en los últimos años, las GSCs se han convertido en un relevante modelo de estudio para la búsqueda de nuevos biomarcadores tumorales y dianas terapéuticas. La mayoría de los estudios realizados hasta la fecha sobre las GSCs son de naturaleza genómica y, si bien han permitido obtener importante información a nivel molecular, no han supuesto una mejora en la tasa de supervivencia de los pacientes. Dado que las proteínas son las encargadas de llevar a cabo la mayoría de las funciones celulares, la proteómica resulta indispensable para complementar los estudios genómicos. En este sentido, el nacimiento del Proyecto Proteoma Humano (HPP) ha estimulado a científicos de todo el mundo a tratar de caracterizar todas las proteínas codificadas en el genoma humano con el objetivo último de comprender mejor los mecanismos moleculares que subyacen las enfermedades humanas. Nuestro principal objetivo consistió, por tanto, en optimizar herramientas experimentales para el análisis del proteoma de cultivos primarios de GSCs con el fin de caracterizar proteínas poco abundantes, así como proteínas mutadas, que pueden ser clave en la tumorigenicidad de estas células. Una de las vías de señalización responsables de la proliferación de las GSCs es la vía de la fosfatidilinositol-3-kinasa/proteína kinasa B (PI3K/AKT). El uso de inhibidores específicos de esta ruta, como la perifosina (PRF), constituye, por tanto, una prometedora estrategia para evitar la supervivencia de esta población. Estudios de viabilidad celular de tres cultivos primarios de GSCs mostraron diferencias en su sensibilidad a PRF, influenciada, a su vez, por el tiempo en cultivo. El análisis del proteoma de las GSCs en diferentes pases del cultivo celular reveló cambios en la expresión de proteínas potencialmente asociados a la sensibilidad al fármaco. La cuantificación y validación de los cambios en sus niveles de expresión mediante técnicas de proteómica dirigida (SRM) permitió definir un conjunto de proteínas que podrían estar relacionadas con el desarrollo de mecanismos de resistencia a PRF. Asimismo, la integración de estudios transcriptómicos y proteómicos de nuestros modelos de GSCs, a través de la construcción de bases de datos proteogenómicas, permitió identificar mutaciones a nivel de proteína, que podrían relacionarse con la malignidad, progresión o resistencia tumoral. En definitiva, la aplicación de distintas aproximaciones proteómicas y su integración con técnicas transcriptómicas al estudio de cultivos primarios de GSCs ha permitido establecer un conjunto de potenciales biomarcadores, cuyo posible uso en clínica sería de interés para estratificar a los pacientes y diseñar estrategias terapéuticas más adecuadas.