Efecto de la combinación de inhibidores de topoisomerasa II e inhibidores de la reparación del DNA en células tumorales

Abstract

Actualmente el tratamiento de pacientes con cáncer de próstata se aborda con terapias como la cirugía, la radioterapia y los fármacos antiandrógenos, aunque su progreso hacia un estado refractario hormonal hace que la quimioterapia sea el tratamiento más eficaz. A pesar de la mejora en la supervivencia de los pacientes, los procesos de resistencia y los efectos secundarios indican que es importante identificar nuevas dianas terapéuticas en este tipo de tumores. El DNA es la principal diana de muchos agentes antitumorales convencionales. En particular, los fármacos inhibidores de la reparación del DNA han demostrado sensibilizar, tanto en combinación como en solitario, una gran variedad de células tumorales, por lo que constituyen una estrategia atractiva en la terapia del cáncer. El objetivo general de esta tesis doctoral ha sido investigar el efecto de la combinación de inhibidores de topoisomerasa II con fármacos inhibidores de la reparación del DNA en la línea tumoral de próstata PC-3. Tras un estudio previo del efecto en solitario de la mitoxantrona, la doxorrubicina, de los fármacos antimitóticos vincristina y paclitaxel, de los inhibidores de la reparación del DNA NU7026 y NU7441 y del inhibidor de ATM KU55933, los tratamientos combinados demuestran que la inhibición de DNA-PK aumenta significativamente la sensibilidad de las células PC-3 al tratamiento con mitoxantrona y vincristina. La combinación de mitoxantrona con los inhibidores de DNA-PK implica un efecto citotóxico de tipo sinérgico, estudiado por primera vez entre estos compuestos. Nuestros resultados demuestran que la combinación de mitoxantrona o doxorrubicina con los inhibidores de DNA-PK incrementa levemente la inducción de roturas de doble cadena (DSB), especialmente en las primeras horas de tratamiento y con concentraciones bajas de los inhibidores de TOP2, medida por la fosforilación de la histona H2AX y la visualización del DNA fragmentado por ensayos de cometa. La ATM es la principal quinasa responsable de la fosforilacion de H2AX y la DNA-PK no puede fosforilar H2AX en presencia de ATM inhibida por KU55933. Por otro lado, observamos que la inhibición de la DNA-PK conlleva un retraso en la reparación de las DSB inducidas por la mitoxantrona y una inhibición de la actividad reparadora del sistema HR medido por la acumulación de Rad51. Nuestros datos demuestran una asociación funcional entre la DNA-PK y la proteína de control del ciclo celular Chk2 cuando se produce daño en el DNA. Aunque ATM parece ser la principal quinasa responsable de la fosforilación de Chk2 en T68, la DNA-PK contribuye también a este proceso. Por último, hemos estudiado la muerte celular inducida por los fármacos mediante marcaje con Anexina V e IP, medida de la actividad de caspasas efectoras, marcaje mitocondrial y nuclear, observaciones de microscopía en ¿time-lapse¿ así como ensayos de expresión génica mediante RT-PCRq. Todos estos ensayos han contribuido a demostrar que el efecto citotóxico de la mitoxantrona, tanto en ausencia como en presencia de los inhibidores de DNA-PK, no es debido a mecanismos apoptóticos de muerte celular, sugiriendo que podrían estar implicados mecanismos como la necroptosis o la catástrofe mitótica. En resumen, en este trabajo se demuestra que la combinación de sustancias inhibidoras de los sistemas de reparación del DNA como el NU7026 o el NU7441 con fármacos inductores de estos daños puede ser de utilidad terapéutica.