El silenciamiento de los complejos epigenéticos vuelve a sensibilizar las células cancerosas resistentes a los medicamentos

Las terapias contra el cáncer dirigidas dramáticamente mejorar resultados de los pacientes en EGFR-adenocarcinomas de pulmón mutantes,¹ pero muchos tumores adquieren resistencia a estos fármacos con el tiempo. Debido a que existen numerosas formas en que los cánceres se vuelven resistentes a las terapias, los científicos a menudo no saben por qué determinados tumores dejan de responder o cómo volver a sensibilizarlos.

“Esta es una gran necesidad insatisfecha en este campo porque para realmente pasar al siguiente paso en el tratamiento de la enfermedad, necesitamos comprender estos mecanismos de resistencia”, dijo Katerina Politibiólogo especializado en cáncer de la Facultad de Medicina de Yale.

Politi y Cigall Kadochbiólogo especializado en cáncer del Instituto del Cáncer Dana-Farber y de la Facultad de Medicina de Harvard, publicó recientemente un artículo en Célula cancerosa abordar esta cuestión.² Sus equipos de investigación, dirigidos por los coautores Fernando de Miguel y Claudia Gentile, querían comprender los mecanismos de resistencia al inhibidor de la tirosina quinasa (TKI) osimertinib, que trata EGFR-tumores mutantes. Osimertinib es una terapia de primera línea para este tipo de cáncer y resistencia casi siempre se desarrolla.³

Para explorar esta resistencia, los investigadores utilizaron cinco diferentes EGFR-líneas celulares de cáncer de pulmón mutantes, todas ellas sensibles a los TKI. Para generar versiones de estas líneas celulares resistentes a osimertinib, expusieron cada una al fármaco, seleccionaron aquellas que sobrevivieron al tratamiento y analizaron sus exomas.

Politi y su equipo intentaron encontrar mutaciones adicionales en el EGFR gen responsable de la resistencia a osimertinib y se quedó con las manos vacías. Como resultado, los investigadores postularon que el culpable podría ser un mecanismo epigenético que afectaba la transcripción o no de genes concretos. Realizaron una secuenciación de ARN para observar las diferencias en la expresión genética entre las células de cáncer de pulmón resistentes y sensibles y encontraron muchos genes regulados hacia arriba y hacia abajo de manera diferencial.

A continuación, los investigadores realizaron un ensayo de cromatina accesible a transposasa mediante secuenciación (ATAC-seq), que analiza la accesibilidad de la cromatina. Descubrieron que las células resistentes tenían regiones genómicas de acceso diferencial y que más del 50 por ciento de los cambios en la expresión genética correspondían con cambios de accesibilidad al ADN en o cerca de promotores o potenciadores de genes. Cuando examinaron estos objetivos genéticos, los investigadores encontraron varios genes y vías moduladas en el estado resistente, como la regulación positiva de las vías de señalización EMT y RTK y la regulación negativa de la diferenciación de células epiteliales y la adhesión célula-célula. Estos cambios podrían conducir a resistencia al alterar la dependencia de la célula del oncogén original, cambiar la señalización o modular la apoptosis. Los investigadores concluyeron que los cambios en la accesibilidad de la cromatina para los programas reguladores de genes clave subyacen a la diferencia entre los parentales y los resistentes a TKI. EGFR-líneas celulares cancerosas mutantes, y que es probable que los factores epigenéticos desempeñen un papel clave en la resistencia.

Durante estos experimentos, los investigadores se interesaron particularmente en la proteína SMARCA4, un componente clave del complejo de remodelación de la cromatina mSWI/SNF. Utilizando el análisis del epigenoma, los investigadores encontraron que los complejos mSWI/SNF estaban ubicados en diferentes sitios del genoma en líneas celulares de cáncer de pulmón resistentes a TKI versus líneas celulares sensibles a fármacos. La presencia o ausencia de mSWI/SNF alteró la accesibilidad a la cromatina y cambió ciertos programas transcripcionales.

Para ver si las células podían volver a sensibilizarse al osimertinib, Politi, Kadoch y sus equipos utilizaron ARN en forma de horquilla corta para derribar SMARCA4 en las líneas celulares resistentes. También desactivaron el gen en humanos. EGFR-Tumores mutantes resistentes a TKI que habían sido implantados en ratones. En otro experimento más, utilizaron un fármaco para suprimir farmacológicamente la actividad de SMARCA4 en líneas celulares resistentes. Los investigadores encontraron que un subconjunto de estos modelos de cáncer resistente se volvieron a sensibilizar al osimertinib.

“Creemos que el cambio en la accesibilidad a la cromatina que median SMARCA4 y mSWI/SNF en el entorno resistente permite que las células sobrevivan mejor, proliferen y se dividan mejor, y también resistan el estrés impuesto por los fármacos, al activar una respuesta antioxidante en las células”, dijo Politi. La eliminación de SMARCA4 en presencia de osimertinib elevó los niveles de especies reactivas de oxígeno, lo que ayudaría a provocar su desaparición.

Ver también “Las marcas epigenéticas pueden causar la formación de tumores cerebrales“

Finalmente, en ratones que albergan xenoinjertos de pacientes resistentes a osimertinib EGFR-cáncer de pulmón mutante, los investigadores inhibieron la actividad mSWI/SNF ATPasa con un fármaco llamado FHD-286. Cuando se combinó con osimertinib, este tratamiento ralentizó el crecimiento del tumor. FHD-286 se encuentra actualmente en desarrollo clínico como terapéutico contra el cáncer por Foghorn Therapeutics, cofundada por Kadoch.

“La industria farmacéutica está muy interesada en apuntar [SMARCA4],” dicho Marcos Rubin, investigador del cáncer de próstata de la Universidad de Berna que no participó en este estudio. Sin embargo, estos medicamentos suelen ser tóxicos porque afectan tanto a las células tumorales como a las sanas. “Este estudio proporciona una justificación para seguir desarrollando estos fármacos para sensibilizar a las células resistentes. Las terapias epigenéticas son muy importantes y el desafío es cómo llevarlas a la clínica”, dijo Rubin.

Referencias

1. Howlader N, et al. El efecto de los avances en el tratamiento del cáncer de pulmón sobre la mortalidad de la población. N Inglés J Med. 2020; 383(7):640-9.
2. de Miguel FJ, et al. Los complejos de remodelación de cromatina SWI/SNF de mamíferos promueven la resistencia al inhibidor de la tirosina quinasa en el cáncer de pulmón con mutación EGFR. Célula cancerosa. 2023;41:1516-1534.
3. Ramalingam SS, et al. Supervivencia global con osimertinib en pacientes no tratados, EGFR– NSCLC avanzado mutado. N Engl J Med. 2020; 382:41-50.