Cambios metabólicos asociados a la senescencia del melanoma

Abstract

La senescencia es un punto final de la quimioterapia y terapias dirigidas en melanoma y el fenotipo secretor asociado a la senescencia (SASP) puede afectar el crecimiento y microambiente tumoral. Trabajos previos han mostrado que la inhibición de enzimas del metabolismo energético mitocondrial puede afectar el SASP. Además, se ha visto que las células de melanoma resistentes a la terapia presentan un aumento en la función mitocondrial. Este proyecto de tesis se centró en el estudio de los cambios en el metabolismo energético que sufren las células de melanoma al entrar en senescencia celular. Con este propósito se desarrolló un modelo de senescencia inducida por la terapia exponiendo a células de melanoma de ratón a temozolomida, un agente metilante del ADN empleado para el tratamiento del melanoma metastásico. El tratamiento con esta droga activó la respuesta al daño al ADN, condujo a la inhibición de la proliferación de las células de melanoma, induciendo la senescencia en alrededor del 60-70% del cultivo. Luego de la inducción de la senescencia se observó, en las células de melanoma, un cambio en el metabolismo energético de un metabolismo glucolítico fermentativo a uno oxidativo. Las células presentaron un aumento en la función mitocondrial, evidenciado por el aumento de parámetros respiratorios como el consumo de oxígeno basal, ATP dependiente y máximo; además de un aumento en la eficiencia de acoplamiento, capacidad de reserva e índice de control respiratorio. Estos cambios se acompañaron de un aumento en la masa mitocondrial y profundos cambios en el proteoma y morfología de las mitocondrias. Además, observamos una disminución en las proteínas de fisión mitocondrial factor de fisión mitocondrial (MFF) y proteína de fisión mitocondrial 1 (FIS1); junto con un aumento en las proteínas de fusión Mitofusina 1 y 2 (MFN1 y MFN2), que apuntan a alteraciones en la dinámica mitocondrial. El silenciamiento de la expresión de las mitofusinas evitó el aumento en el tamaño de las mitocondrias y el consumo de oxígeno e impactó negativamente en la secreción de la interleuquina 6 (IL-6) sin afectar la expresión de esta citoquina. Por otro lado, se evaluó si ciertos factores reportados como reguladores de la senescencia y el SASP cumplían un rol en el aumento en la respiración mitocondrial. Tanto el silenciamiento de la expresión de p53 como la inhibición de su actividad transcripcional impactaron negativamente en la respiración de las células de melanoma control y tratadas. Sin embargo, el silenciamiento de la expresión de p53 no evitó el aumento en la función mitocondrial tras la inducción de senescencia. Por otra parte, la inhibición de NOTCH1, un co-factor de la transcripción, reportado en la literatura como regulador del SASP afectó significativamente la actividad mitocondrial. En suma, nuestros resultados muestran la existencia de vínculos entre los cambios en el metabolismo energético y la adquisición del SASP en la senescencia inducida por la terapia en el melanoma.