Identificación de biomarcadores de resistencia a taxanos en cáncer de cabeza y cuello. Estudio de alternativas terapéuticas

Resumen

El carcinoma escamoso de cabeza y cuello incluye un grupo heterogéneo de neoplasias con origen en el epitelio escamoso del tracto aerodigestivo superior. Una de las opciones terapéuticas cuando el tumor es irresecable y se diagnostica en estadios localmente avanzados es la quimioterapia de inducción con taxanos, platinos y 5-fluorouracilo (régimen TPF) seguida de radioterapia. A pesar de la mejora en la supervivencia observada en los últimos años, existen subgrupos de pacientes que presentan resistencia al tratamiento y mal pronóstico. Por este motivo, los objetivos principales de este trabajo fueron caracterizar las alteraciones moleculares asociadas al carcinoma escamoso de cabeza y cuello resistente a taxanos e identificar alternativas terapéuticas. Se emplearon tres líneas celulares derivadas de carcinomas escamosos de lengua (CAL33), laringe (32860) y orofaringe (32816) y se indujo la resistencia a paclitaxel mediante el incremento progresivo de dosis, estableciéndose dos líneas celulares resistentes a taxanos (CAL33-R y 32816-R). Sin embargo, la línea celular 32860 no adquirió resistencia a paclitaxel. Esta línea celular presenta una deleción en la región distal del brazo cromosómico 3p que afecta al gen ATG7 y una inhibición del proceso de autofagia. Con el objetivo de determinar si esta alteración era responsable de la ausencia de adquisición de resistencia a paclitaxel, se inactivó el gen ATG7 en la línea celular 32816 mediante la tecnología CRISPR/Cas9, generando clones knockout para ATG7. En estos clones se observó un bloqueo de la autofagia, una menor sensibilidad a paclitaxel y una adquisición de resistencia a paclitaxel más rápida. De este modo, la inactivación de ATG7 causa un bloqueo de la autofagia, pero no es la responsable del comportamiento diferencial de la línea celular 32860. Se definió el perfil genómico de una serie de 177 carcinomas escamosos de cabeza y cuello diagnosticados en estadios localmente avanzados y se asociaron las alteraciones encontradas con la respuesta al régimen TPF. Los tumores de los pacientes con toxicidad al tratamiento presentaron un mayor número de cambios genómicos. Las pérdidas en 4p fueron más frecuentes en este grupo, sugiriendo que esta alteración podría determinar la toxicidad a la terapia TPF. Además, se analizó la región 3p25.3, donde se encuentra el gen ATG7, y se identificaron deleciones en un 64,4% de los casos en la serie global, de modo que esta es una alteración recurrente en el carcinoma escamoso de cabeza y cuello. Por otra parte, en las líneas celulares CAL33-R y 32816-R se identificó la sobreexpresión de ABCB1, que codifica MDR1, una bomba de expulsión de fármacos, y la infraexpresión de DNAJC15, que codifica MCJ, un regulador negativo de la respiración mitocondrial. Se demostró que estas alteraciones son esenciales para la resistencia a taxanos en estas líneas celulares, identificando así un posible biomarcador predictivo de la respuesta conjunto. El mecanismo subyacente a esta resistencia podría basarse en un aumento de la producción de ATP mitocondrial, debido a la pérdida de expresión de DNAJC15, que podría ser empleado por la bomba de eflujo MDR1, capaz de expulsar el fármaco reduciendo la concentración intracelular y el efecto del mismo. La caracterización del fenotipo de las líneas celulares CAL33-R y 32816-R reveló una disminución de la proliferación y un aumento de la capacidad migratoria. Además, se analizó el papel de las vesículas extracelulares en la resistencia a taxanos. Se identificaron diferencias en el contenido proteico de las vesículas liberadas por las líneas celulares CAL33 y CAL33-R que ponen de manifiesto la posible transferencia de la resistencia a otras células tumorales mediante este mecanismo. Finalmente, se estudió la respuesta de las líneas celulares resistentes a taxanos a otras terapias. Estas líneas celulares mantuvieron la respuesta a 5-fluorouracilo y mostraron un incremento de sensibilidad a agentes inductores de daño en el DNA, incluyendo el cisplatino y la radiación. El motivo de esta sensibilidad cruzada es un aumento en los niveles de daño en el DNA junto con alteraciones en las vías de reparación de este daño. Teniendo en cuenta esto, se estudió la respuesta a olaparib, un inhibidor de la reparación del daño en el DNA, y se observó que las células resistentes a taxanos también mostraban una mayor sensibilidad a este fármaco. Por último, se analizó la respuesta a un agente antimitótico análogo de la combretastatina A4 y se observó una elevada respuesta en todas las líneas celulares, incluyendo las resistentes a taxanos.