Evaluación del potencial de sensores fluorescentes análogos a esfingomielina para identificar interacciones quimioterapéuticas basadas en mecanismos autofágicos - Mesén Porras, Susana (2024)
La heterogeneidad tumoral conduce a la resistencia a la quimioterapia en el tratamiento del cáncer; así, los esfingolípidos tienen un rol fundamental en el destino celular y la señalización del estrés. En este proyecto de tesis, se analiza el metabolismo de los esfingolípidos y el flujo autofágico para estudiar las interacciones quimioterapéuticas en el modelo celular de cáncer de pulmón (A549) y de mama (MCF-7). Se utilizaron células cargadas con un análogo de esfingomielina fluorescente (BODIPY) y una sonda para rastrear el flujo autofágico (mCherry-EGFP-LC3B), con el fin de evaluar la citotoxicidad cuando las células se exponen a quimioterapia (epirrubicina, cisplatino y paclitaxel) junto con inhibidores de la vía de los esfingolípidos y moduladores de la autofagia. Las células de cáncer de mama MCF-7 no lograron mostrar internalización del análogo fluorescente, por lo que se determinó que los resultados restantes del proyecto se iban a generar únicamente basados en las células A549. El enfoque de modelo celular se basó en biosensores de esfingolípidos fluorescentes y un modelo matemático de mezclas Gaussianas (GMM) del perfil de heterogeneidad celular para mapear la influencia de la quimioterapia en la vía de los esfingolípidos e inferir posibles interacciones sinérgicas. Los resultados mostraron sinergias significativas, especialmente cuando se combina la quimioterapia epirrubicina con inductores de autofagia (rapamicina y torin), lo que reduce la viabilidad celular. El cisplatino, otro fármaco quimioterapéutico, también tuvo sinergia con un inhibidor de la ceramidasa. Por su parte, el agente anti-cáncer paclitaxel mostró principalmente efectos antagónicos. El modelo de mapeo planteado sugiere que la combinación de quimioterapias con inductores de autofagia aumenta la formación de vesículas, posiblemente relacionadas con la acumulación de ceramida, lo que desencadena la muerte celular. Sin embargo, el modelo in silico propuso la acumulación de ceramida en los autofagosomas, y el análisis cinético experimental proporcionó evidencia de colocalización de esfingolípidos en los autofagosomas. Es por lo anterior que, se requieren más estudios para identificar los esfingolípidos específicos que se acumulan en los autofagosomas. Estos hallazgos ofrecen información sobre estrategias potenciales para superar la resistencia a la quimioterapia dirigidos a la vía de los esfingolípidos.