Imaging and proteomics based analysis of colorectal cancer metastasis

Resumen

Tras las enfermedades cardiovasculares, la segunda causa de muerte en países desarrollados es el cáncer. El principal factor detrás de la alta mortalidad del cáncer es la aparición de metástasis, el proceso por el cual células provenientes de la masa tumoral original diseminan y son capaces de colonizar tejidos distantes. En el caso del cáncer colorrectal (CCR), las tasas de supervivencia de los pacientes caen de manera drástica si el diagnóstico de la enfermedad se produce en estadios tardíos en los que ya haya aparecido metástasis. La primera parte de esta tesis está centrada en la caracterización proteómica de cinco líneas isogénicas de CCR con el objetivo de obtener mejores marcadores para el diagnóstico temprano de CCR. Por un lado el modelo KM12 (compuesto por las células no metastáticas KM12C y las células metastáticas KM12SM y KM12L4a) y por otro el modelo SW480/SW620. Dicha caracterización permitió encontrar una serie de proteínas alteradas que pudieron asociarse posteriormente con el progreso de la enfermedad en pacientes. La segunda parte de los resultados de la tesis ha estado enfocada a determinar la validez de nuestro método de análisis para el estudio de células y cultivos realizados en 3 dimensiones, además de tratar de entender los procesos de diferenciación celular en estas condiciones. Como primer paso hemos realizado el estudio de la diferenciación de células madre derivadas de tejido adiposo mediante su cultivo en matrices sintéticas que no presentan los problemas de reproducibilidad de las matrices naturales como el Matrigel. Una de las propiedades que observamos fue más crítica fue la presencia de ligandos de integrina. Decidimos, por tanto, evaluar el efecto que otros ligandos de integrina podrían tener en la diferenciación de las células madre derivadas de tejido adiposo. De los diferentes ligandos estudiados encontramos que un péptido en particular, reconocido por la integrina ¿5¿1, era capaz de inducir la rápida diferenciación de las células madre y cambios morfológicos muy marcados. Por último la comparativa entre células de CCR cultivadas en monocapa o encapsuladas reveló que las células KM12C se vuelven más similares a las metastáticas KM12SM al ser cultivadas en 3D. El último bloque de resultados se centra en el estudio de una de las proteínas que habíamos encontrado como regulada al alza en un trabajo anterior, la proteína que interactúa con el receptor de aril hidrocarburos (AIP, por sus siglas en inglés). Para llevar a cabo dicho análisis indujimos la sobreexpresión de AIP tanto en las células KM12C como en las KM12SM. Mediante ensayos funcionales pudimos detectar un aumento drástico en las capacidades metastáticas (invasión, adhesión, migración y formación de colonias) de ambas líneas celulares al sobreexpresar AIP, aunque el cambio fue particularmente notable para las células KM12C. Además la sobreexpresión de AIP también provocó cambios en los niveles de una serie de proteínas implicadas en señalización celular (como AKT, JNK o SRC) y en mediadores de la transición epitelio-mesénquima. Por último, para evaluar si el incremento en la capacidad metastática de las células KM12C tenía también efecto in vivo realizamos una serie de experimentos en ratones que confirmaron el claro incremento en las propiedades tumorigénicas y metastáticas de las células KM12C al expresar AIP de manera ectópica. En conclusión, los resultados presentados en este trabajo constituyen una clara demostración del potencial que las técnicas proteómicas tienen. No sólo orientados al campo de la oncoproteómica de cara a descubrir nuevas dianas terapéuticas o marcadores de diagnóstico, sino también como una herramienta más a la hora de responder preguntas biológicas complejas.