Efecto de las citoquinas IL6 e IL8 en la inducción de la transición epitelio-mesenquimal y de CD44 en el desarrollo de funciones stem en células epiteliales tumorales (2018)
La transición epitelio-mesenquimal (EMT) es un programa celular que ocurre durante la homeostasis de los tejidos, y en condiciones patológicas como el cáncer. En células pre- malignas o malignas, la EMT conlleva a la adquisición de propiedades migratorias e invasivas, y a un fenotipo con funciones de célula stem (o stem-like)1, que se ha asociado con un mayor potencial tumorigénico. Estas células se denominaron como células stem cancerígenas (CSC2), y se han identificado en diversos tipos de cáncer por la expresión de marcadores específicos (CD44, CD133, CD105, ALDH, EpCAM) o por pruebas funcionales. Por otra parte, se sabe que la senescencia celular es un mecanismo de supresión tumoral. Sin embargo, las células tumorales evaden este mecanismo de diferentes maneras y pueden utilizarlo para su crecimiento. En un modelo de células embrionarias de riñón humano (HEK) inmortalizadas, se mostró que estas células eran tumorigénicas únicamente en presencia de fibroblastos senescentes. Se encontró que las células recuperadas o explantadas de estos tumores mostraron un incremento en las propiedades de células stem, esto es capacidad de autorrenovación y de diferenciación multipotente y, sorprendentemente, capacidad autónoma para formar tumores. Igualmente, un medio condicionado de fibroblastos senescentes (MeCoSe) indujo en estas células plasticidad epitelial (fenotipo híbrido con marcadores epiteliales y mesenquimales, con expresión elevada de CD44 y variable de CD24) y adquisición de propiedades de células stem, sugiriendo que los factores solubles serían responsables de estas adquisiciones funcionales. La caracterización del MeCoSe mostró que estaba enriquecido principalmente en las citoquinas pro-inflamatorias IL6 e IL8. En la línea celular MCF-7 de cáncer de seno tipo luminal, clasificada como poco agresiva, mostramos que IL6 e IL8 indujeron la EMT, funciones de células stem (autorrenovación y capacidad de diferenciación multipotente) y una mayor migración e invasión, es decir, células con un fenotipo mucho más agresivo. De esta manera, se mostró que células no tan agresivas o pre- malignas pueden adquirir un fenotipo más tumorigénico cuando se encuentran en un microambiente senescente. La utilización de anticuerpos neutralizantes para IL6 e IL8 y la 1 Stem-like para denotar células que presentan un fenotipo y funciones similares a la de células madre normales o referidas aquí como stem. 2 Células denominadas también como células stem tumorales, o células iniciadoras de tumor (TIC, por sus siglas en inglés) y referidas aquí como CSC. Son células que además de presentar características de células stem, presentan una alta capacidad de formar tumores. 15 activación de la vía de señalización de Jak/Stat3 confirmaron la relevancia de estas citoquinas en estos procesos. La población de células enriquecidas en el marcador CD44 mostró una mayor adhesión y migración, pero no una mayor capacidad de autorrenovación. Por otra parte, mostramos una relación importante entre la senescencia y la inflamación, y de manera muy relevante, que existen mecanismos celulares de retroalimentación recíproca, con células senescentes que producen citoquinas inflamatorias, las cuales a su vez inducen más senescencia y secreción adicional de citoquinas inflamatorias que perpetúan el estímulo y la aparición de CSC. Se evaluó también el papel de IL6 e IL8 en una línea celular del subtipo basal/mesenquimal, claudina bajo (MDA-MB-231), con fenotipo EMT y por ende propiedades stem, que secreta IL6 e IL8 de manera constitutiva y además, es más agresiva. La neutralización de las citoquinas disminuyó la capacidad de migración de células MDA- MB-231, pero no tuvo un efecto mayor sobre sus propiedades stem. No obstante, estas células presentaron funciones de células stem incompletas, es decir, una menor capacidad de autorrenovación y una diferenciación multipotente anormal. Estos experimentos muestran que un fenotipo tumoral puede ser modulado mayormente por el microambiente tumoral y sugieren que si bien la capacidad tumorigénica se asocia de manera general con propiedades de células stem, esta puede darse en contexto de unas funciones stem no tan robustas, siempre y cuando el contexto celular (presencia de ciertas capacidades funcionales) las complemente de manera adecuada. Para evaluar mejor la relación entre tumorigenicidad y la presencia o adquisición de funciones de células stem, se utilizó nuevamente el modelo de células HEK explantadas. La selección de dos subpoblaciones de la línea celular explantada PC1-Expl-1, con base en la expresión del marcador CD24, mostró que a pesar de que las células CD44+CD24Pos presentaron un fenotipo EMT, una mayor migración e invasión, y un enriquecimiento en propiedades de células stem, fueron incapaces de formar tumores. Por el contrario, las células CD44+CD24Neg formaron tumores de manera muy eficiente, muy similar a las células parentales (PC1-Expl-1). Al igual que lo que señalamos arriba para la línea de cáncer de seno MDA-MB-231, las células CD44+CD24Neg mostraron funciones de células stem menos robustas, pero mayor capacidad de adhesión, de proliferación celular y de formación de colonias, revelando que otras características funcionales adicionales pueden ser determinantes en el potencial tumorigénico y que éstas dependerían de las funciones de células stem que presenten las células malignas en un momento determinado del desarrollo 16 tumoral. En otras palabras, los resultados obtenidos en estos modelos sugieren que un estado stem (en inglés, stemness3) completo no es indispensable para la tumorigenicidad, y que la agresividad tumoral puede deberse a otras características celulares que complementan las funciones de células stem presentes en la célula tumoral. Si la tumorigenicidad resulta ser dependiente de ciertas características de células stem que se manifiestan en conjunto en un contexto celular particular y en una etapa determinada del desarrollo tumoral, su definición sería de relevancia para el desarrollo de nuevos blancos terapéuticos.