Caracterització de la resposta de cèl·lules tumorals a les mitramicines

Abstract

[cat] El nostre grup ha participat en l'anàlisi dels mecanismes d'acció de la Mitramicina SK (MSK). Hem comparat els efectes de la MSK amb els de la Mitramicina A en les línees cel·lulars de càncer de còlon humà HCT116 silvestre, HCT116 p53-/- i HCT116 p21-/-. Hem demostrat que la MSK és un agent antiproliferatiu més eficaç que la MTA en les tres línees tumorals analitzades, ja que inhibeix el creixement cel·lular a dosis més reduïdes. En aquest treball s'han analitzat els mecanismes de mort cel·lular a través dels quals la MSK exerceix el seu efecte antiproliferatiu. Hem demostrat que aquesta molècula pot induir diferents mecanismes de mort cel·lular depenent del fons genètic: apoptosi, necrosi i/o catàstrofe mitòtica. En les cèl·lules HCT116 p53+/+, la MSK indueix una aturada en la fase G1 del cicle cel·lular, la qual és depenent de p53 i p21(WAF1). La reentrada en el cicle afavoreix l'augment de cèl·lules poliploides, les quals finalmente moren per catàstrofe mitòtica que es produeix amb un fenotip necròtic, tot i la presència d'activitat caspasa 3. En les cèl·lules HCT116 p53-/-, la MSK provoca una aturada en la fase G2 del cicle cel·lular, la qual és depenent de p21(WAF1), i una posterior inducción d'apoptosi. L'apoptosi es produeix per una via independent de la mitocòndria en absència d'activitat caspasa 3, però amb activitat caspasa 2. En les cèl·lules HCT116 p21-/-, la MSK provoca una aturada en la fase G2 del cicle cel·lular, la qual és depenent de p53, i una posterior inducció d'apoptosi per la via de caspasa 2 depenent de la mitocòndria. Un petit percentatge de la població cel·lular escapa de l'aturada del cicle i entra en mitosis en absència de citocinesis, donant com a resultat cèl·lules poliploides. Es suggereix que la caspasa 2 és responsable de la mort cel·lular en cèl·lules deficients en p53. Els canvis en l'activitat de la caspasa 2 podrien esdevenir una diana a explotar en el tractament de tumors que presenten alteracions en el gen p53. La MSK altera la transcripció de gens involucrats en el cicle cel·lular i la mort cel·lular. La inhibició de la transcripció sembla produir-se principalment, però no exclusivament, en gens amb seqüències d'unió de Sp1, les quals poden ser reconegudes directament pel fàrmac. La inhibició de la transcripció correlaciona, en general, amb els canvis en els nivells d'expressió de les proteïnes per les que codifiquen. Els canvis en els nivells de certes proteïnes en cèl·lules HCT116 tractades amb MSK permeten explicar els mecanismes de mort cel·lular (apoptosi, necrosi i/o catàstrofe mitòtica).

[eng] We have compared the effects of Mithramycin SK (MSK) with those of the Mithramycin A in human colon carcinoma cell lines HCT116 wild-type, HCT116 p53-/- and HCT116 p21-/. We have demonstrated that MSK is an antiproliferative agent more effective than MTA on the three analyzed cell lines, since it inhibits the cellular growth at more reduced doses. In HCT116 p53+/+ cells, MSK arrests cells in the G1 phase of the cell cycle, which depends on p53 and p21(WAF1). The re-entry in the cycle favors the increase of polyploidy cells, which finally die by mitotic catastrophe that is produced with a necrotic phenotype, in spite of the presence of caspase 3 activity. In HCT116 p53-/-cells, MSK arrests cells in the G2 phase of the cell cycle, which depends on p21(WAF1), and a posterior induction of apoptosis. Apoptosis is activated by a mitochondriaindependent way in absence of caspase 3 activity, but with caspase 2 activity. In HCT116 p21-/- cells, MSK arrests cells in the G2 phase of the cell cycle, which depends on p53, followed by the induction of apoptosis via caspase 2 depending on the mitochondria. A small percentage of the cellular population may escape from cell arrest of the cycle and enters in mitosis in absence of cytokineses, giving polyploid cells as a result. We suggest that caspase 2 is responsible for the cell death in p53 deficient cells. The changes in the activity of the caspase 2 could be a target to exploit in the treatment of tumors that present alterations in the gene p53. MSK alters the transcription of genes involved in both cell cycle and cell death. The inhibition of the transcription seems to take place mainly, but not exclusively, on genes bearing Sp1-binding sequences, which can be recognized directly by the drug. The inhibition of the transcription correlates, in general, with the changes of the levels of protein expression. Changes of certain proteins levels in HCT116 cells treated with MSK would explain the mechanisms of cell death (apoptosis, necrosis and/or mitotic catastrophe).