Inducción de apoptosis en células t leucémicas por el exopolisacárido b100 sulfatado

Abstract

Las neoplasias de células T son un grupo de enfermedades muy heterogéneas con características epidemiológicas, moleculares y clínicas muy variables. Se trata de enfermedades muy agresivas que requieren tratamiento inmediato y en general, se caracterizan por su mal pronóstico clínico con una alta morbilidad y mortalidad. A pesar de los últimos años avances en el tratamiento de leucemias linfoblásticas agudas T (T-ALL), la supervivencia sin recaídas en los cinco años posteriores al tratamiento quimioterapéutico sigue, de momento, estrechamente ligada a la edad de los pacientes. Por tanto, es imperativo el desarrollo de nuevos quimioterapéuticos eficaces, de acción rápida y selectiva que, al mismo tiempo, sean compatibles con la supervivencia de estos pacientes. Por otro lado, una de las principales adaptaciones de los microorganismos a los ambientes extremos es la producción de exopolisacáridos (EPSs) que les protegen de las condiciones adversas permitiéndoles colonizar este tipo de hábitats. Dada su heterogeneidad estructural, los EPS presentan numerosas propiedades físico-químicas, contando con un gran potencial de aplicación en los sectores farmacéutico y clínico. Dentro de los microorganismos extremófilos, las bacterias halófilas producen EPSs con un inusual número de grupos sulfatos en su estructura que realizan una gran contribución a su potencial biológico, posibilitando el desarrollo de nuevas drogas con diferentes propiedades, como inmuno-supresoras, inmuno-estimuladoras o antitumorales, a partir de los mismos. Debido a esta circunstancia nuestro grupo, en colaboración con el Dpto de Microbiología de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Granada, analizó la actividad antitumoral de un panel de EPSs aislados a partir de bacterias halófilas pertenecientes al género Halomonas. El EPS B100 excretado por la especie Halomonas stenophila ejerce una potente inhibición del crecimiento en diversas líneas tumorales hematopoyéticas. No obstante, solo la forma químicamente sulfatada en el laboratorio es capaz de inhibir el crecimiento a través de la inducción de apoptosis, indicando que su actividad citotóxica depende del grado de sulfatación de este EPS y resultando ser dosis-dependiente. Dicha inducción se restringe a líneas leucémicas del linaje T, sin resultar tóxico para los linfocitos T de sangre periférica de donantes sanos. Dado el gran potencial anti-tumoral de este exopolisacárido nos propusimos caracterizar la apoptosis inducida por la forma sulfatada del EPS B100 (B100S) en la línea leucémica T Jurkat. Encontramos que B100S ejerce su efecto pro-apoptótico a través de la vía intrínseca con una potente activación temprana de la proteína pro-apoptótica Bak, producción de especies reactivas del oxígeno (H2O2 y O2-), caída del potencial de membrana mitocondrial (¿¿m), depleción de los niveles de GSH intracelular y activación de las caspasas inciadoras -9 y -8, así como de la caspasa-3 efectora y degradación de PARP. La sobreexpresión de las proteínas anti-apoptóticas Bcl-2 y BclXL protege a las células Jurkat de la apoptosis, producción de ROS, caída del ¿¿m y corte de caspasas inducidas por B100S. Además, en ausencia de caspasa-9, B100S no es capaz de inducir apoptosis en células Jurkat, confirmando la implicación de la vía intrínseca y la caspasa-9 como iniciadora de ruta de inducción de apoptosis activada por B100Sconfirmando nuestra hipótesis inicial. La utilización de antioxidantes de diversa naturaleza reveló que B100S activa esta vía de señalización mediante una potente y temprana producción de ROS, independiente de la formación del poro mitocondrial de permeabilidad transitoria, sin la cual pierde su capacidad apoptogénica. También se analizaron los efectos de la combinación de este exopolisacárido con inhibidores de cinasas que controlan las principales vías de señalización celulares, así como con otros quimioterapéuticos, pudiéndose observar una potenciación del efecto pro-apoptótico de este EPS en algunos casos, determinándose la implicación de p38-MAPK en la señalización apoptótica iniciada por el mismo y observándose que, al menos parcialmente, B100S requiere la síntesis proteica para ejercer su efecto. Finalmente, también se analizaron los cambios en la expresión génica a las 4 y 6h de tratamiento con B100S mediante un array de expresión de genoma completo.