Regulación del metabolismo basal y la progresión tumoral a través de la ruta de señalización de la insulina en un modelo celular de cáncer de mama

Abstract

El cáncer de mama es una patología, de etiología multicausal, que afecta a más de 1 millón de personas anualmente causando cientos de miles de muertes en todo el mundo. La enfermedad aparece cuando una o varias células del organismo adquieren, de forma sucesiva, una serie de características de malignidad que les permiten proliferar de manera excesiva e invadir tejido sano tanto adyacente como lejano, en el proceso conocido como metástasis. Como consecuencia de la colonización de otros tejidos, la células tumorales pueden llegar a alterar de forma significativa la su funcionalidad, causando finalmente la muerte del individuo. Las células de cáncer muestran una serie de características aberrantes que las distinguen de las células del tejido sano y que al mismo tiempo les confieren una serie de ventajas proliferativas. El metabolismo energético es una de las principales diferencias. Como consecuencia del efecto Warburg, las células tumorales se vuelven altamente dependientes de la captación de glucosa y de la glucólisis. Además, la mayoría de las células tumorales presentan una activación constitutiva de la vía de señalización de AKT que facilita la proliferación celular y, al mismo tiempo, incrementa la dependencia celular de la glucosa. Por todo ello, las células tumorales presentan elevados niveles de expresión de los diferentes transportadores de glucosa, con el objetivo de poder solventar sus necesidades de glucosa como sustrato energético. Esto provoca que las estrategias de reprogramación metabólica, basadas en la normalización del metabolismo de las células tumorales, hayan emergido como prometedoras dianas terapéuticas en el tratamiento del cáncer, ya que se ha demostrado que son capaces de aumentar la susceptibilidad de las células tumorales a la apoptosis y también reducir su potencial metastásico. En este escenario hemos desarrollado la presente tesis doctoral. Hemos propuesto que, en un modelo de cáncer de mama positivo para el receptor de estrógenos, la dependencia tanto de estradiol como de glucosa, apoya la interrelación ya demostrada en otros modelos experimentales, entre la ruta de señalización de la insulina y el receptor de estrógenos, con el objetivo de incrementar las posibilidades de abastecimiento de glucosa en la célula tumoral. Hemos demostrado que, mediante mecanismos de acción no genómicos en procesos, el tratamiento con dosis fisiológicas de 17ß-estradiol activa, mediante receptores específicos situados en la membrana plasmática, los principales efectores de la ruta de señalización intracelular de la insulina, lo que determina un aumento de la captación de glucosa dependiente de GLUT4. Además, hemos demostrado que la captación de glucosa dependiente de GLUT4 es un proceso de vital importancia en las células de cáncer de mama ya que, en ausencia de este transportador, estas células sufren un profundo proceso de reprogramación metabólica que limita su potencial proliferativo. La dependencia en el estado de activación de AKT hace que la importancia de este transportador en la captación de glucosa se extienda también a otros modelos que no presentan dependencia hormonal. En este trabajo, proponemos que GLUT4 ha de ser considerado en futuros estudios como una posible diana para la inducción de reprogramación metabólica en células tumorales que permita reducir su potencial proliferativo y metastásico.