Estudio de la muerte celular inducida porla privación de glucosa y por la 2-deoxiglucosa en rabdomio sarcomas

Resumen

La alteración del metabolismo de las células cancerosas está estrechamente vinculado con las características principales del cáncer. Los tumores usan más glucosa en condiciones de normoxia, y como consecuencia de ello, la mayoría de las células cancerosas son más dependientes del metabolismo glicolítico aeróbico para generar ATP, que del metabolismo mitocondrial. La 2-deoxiglucosa (2-DG), es un análogo no metabolizable de la glucosa, que inhibe la primera enzima limitante de la glicólisis celular. La 2-DG está siendo probada en ensayos clínicos y frecuentemente se utiliza en ámbitos experimentales para “imitar” las condiciones de la privación de glucosa (PG). Sin embargo en nuestro estudio, llevado a cabo principalmente en células de rabdomiosarcoma, pudimos comprobar por diferentes metodologías y distintos acercamientos, que la 2-DG no se asemeja a los efectos que produce la PG. Mientras la 2-DG induce una muerte celular dependiente de caspasas, con una clásica morfología nuclear apoptótica, la PG induce una muerte necrótica. No obstante, el único evento en común que encontramos en ambos estímulos, fue el estrés del retículo endoplasmático (RE), que en ambos casos activó el factor de transcripción ATF4, y que fue capaz de mediar los dos tipos de muerte celular; la apoptosis inducida por la 2-DG, y la necrosis producida por la PG. El co-tratamiento con diferentes hexosas, parcialmente previno la muerte inducida por la PG, pero en el caso de la 2-DG, sólo la manosa pudo rescatar la muerte. En ambos casos, la reducción de la muerte celular se asoció con niveles disminuidos de ATF4. Para entender con mayor profundidad el efecto de la PG, estudiamos qué posibles mecanismos podrían estar utilizando las células de rabdomiosarcoma Rh4, para morir por necrosis. La glucosa es un elemento esencial para la célula, y su privación puede inducir autofagia en células de mamíferos. Sin embargo, en nuestro estudio tampoco pudimos evidenciar ningún indicio de que la autofagia se estuviera activando bajo estas condiciones; su inhibición mediante métodos químicos o genéticos, nunca pudo rescatar la muerte inducida por la falta de glucosa. En contraste, la 2-DG sí indujo autofagia pro-supervivencia. La muerte celular inducida por la PG tampoco pudo ser rescatada por antioxidantes, ni por inhibidores de dos tipos de muerte celular necrótica regulada: la necroptosis o ferroptosis. Sólo pudimos encontrar que este tipo de muerte necrótica, podría estar regulada, parcialmente, por la apertura del poro de permeabilidad transitoria mitocondrial ya que se inhibe con ciclosporina A. Aunque la PG sea un evento común y recurrente en el desarrollo del tumor, y la 2-DG esté siendo utilizada para desarrollar aplicaciones clínicas, a menudo se ha considerado que la 2-DG “imita” las condiciones de la PG, y por esto se ha utilizado como un sustituto de la PG. En un intento de distinguir entre esos dos modos de acción en el metabolismo de la glucosa y la muerte celular, en el presente estudio determinamos que ambas alteraciones inducen efectos diferentes y no equiparables. Todo con esto con el fin de que su uso clínico y experimental sea llevado a la práctica con más precaución y responsabilidad.