Rol de glicosilación aberrante en la reprogramación metabólica tumoral y su impacto sobre la expresión de PD-L1

Abstract

Las células cancerosas presentan una reprogramación metabólica caracterizada por una dependencia de la glicólisis anaerobia aun en presencia de oxígeno, fenómeno conocido como efecto Warburg. Esta alteración metabólica conduce a la producción de grandes cantidades de lactato en el microambiente tumoral (MAT), así como a un aumento del flujo de glucosa hacia vías alternativas de procesamiento, como la vía biosintética de las hexosaminas (HBP). Se ha reportado que el incremento del lactato en el MAT favorece el crecimiento tumoral y la evasión inmunológica de las células tumorales mediante el aumento de la expresión de PD-L1 en membrana, una molécula clave en la inmunorregulación. En paralelo, los adenocarcinomas presentan patrones de glicosilación aberrante (GA), los cuales se asocian con una mayor agresividad e invasión tumoral.

En este contexto, resulta relevante destacar que la vía HBP es responsable de la generación del intermediario carbohidrato común UDP-GlcNAc, necesario tanto para la glicosilación intracelular como extracelular de las proteínas. En función de estos antecedentes, el objetivo del presente proyecto es analizar cómo la O-glicosilación aberrante se asocia con el metabolismo de la glucosa, y cómo estas alteraciones influyen en las características inmunoreguladoras de la célula tumoral. Para ello, se utilizó un modelo de cáncer de pulmón con GA desarrollado en nuestro laboratorio mediante la tecnología CRISPR/Cas9, a partir de la mutación de la chaperona COSMC en la línea tumoral murina de carcinoma de Lewis LL/2.

Entre nuestros hallazgos, observamos que las células con GA presentan un metabolismo energético exacerbado en comparación con las células WT. Este fenotipo se caracteriza por un alto consumo de oxígeno junto con un metabolismo glucolítico predominantemente fermentativo. Asimismo, estas células exhiben una mayor actividad mitocondrial, un aumento en la producción de especies reactivas del oxígeno (ROS) y una expresión diferencial de enzimas metabólicas. Encontramos además una relación directa entre el metabolismo celular y la glicosilación proteica, ya que la utilización de múltiples inhibidores de enzimas metabólicas indujo un patrón alterado de reconocimiento por lectinas.

En líneas generales produce alteraciones tanto en vías de la O-glicosilación y N-glicosilación membrana rías, como en la O-glicosilación intracelular. Otro hallazgo relevante fue que la inhibición de la producción de lactato mediante oxamato, un inhibidor de la lactato deshidrogenasa (LDH-A), incrementó la detección de PD-L1 a nivel proteico. De manera similar, la deglicosilación de PD-L1 mediante PNGasa-F aumentó su detección proteica. Sin embargo, en contraste con estos resultados, la inhibición de LDH-A se asoció con una disminución en la expresión de PD-L1 a nivel transcripcional.

Finalmente, nuestro modelo de GA presentó una mayor detección de PD-L1 en células tumorales in vitro e in vivo, acompañada de una respuesta in vivo superior a la inmunoterapia anti-PD-L1. Además, evidenciamos que las células con GA fueron más susceptibles a la inhibición de LDH-A in vivo, reforzando la estrecha interrelación entre metabolismo, glicosilación y respuesta inmunológica tumoral. En conjunto, estos resultados respaldan un modelo en el cual la intersección entre el estado metabólico y las vías de glicosilación desempeña un papel central en la regulación de PD-L1 y en la modulación de la eficacia de la inmunoterapia, destacando a la GA como potenciales biomarcadores predictivos de respuesta a inmunoterapia.