Interacciones lípido-proteína de membrana en glioma: el ácido 2-hidroxioleico como interruptor antiproliferativo

[spa] El glioblastoma multiforme (GBM) es considerado el más agresivo y letal de los tumores primarios del sistema nervioso central (SNC). El tratamiento estándar consiste en la máxima resección quirúrgica posible, seguida de radioterapia y ciclos de quimioterapia con temozolomida (TMZ), alargando la mediana de supervivencia hasta los 15 meses (como mucho 2 meses de diferencia). Además, la TMZ presenta efectos secundarios no deseados e induce la aparición de resistencias y recidivas. Debido al mal pronóstico de los pacientes, es de gran importancia el desarrollo nuevas estrategias terapéuticas que mejoren la eficacia y seguridad de los tratamientos con el objetivo de conseguir una remisión completa del GBM. Las membranas biológicas, además de una barrera fisiológica, albergan una multitud de proteínas que actúan como receptores de señalización o anclaje celular e interactúan de manera intermitente con proteínas periféricas responsables de transmitir la señalización iniciada por los receptores. La localización, distribución y, consecuentemente, actividad de estas proteínas se regula por la composición y estructura lipídica de las membranas, junto con otros factores, modulando el estado fisiológico de la célula. La Terapia Lipídica de Membrana (TLM) o Meliterapia es un enfoque innovador que propone el uso de nuevas moléculas diseñadas para modificar la composición y estructuras lipídicas de membrana y revertir un estado lipídico patológico. Esta reversión supondría la modulación de un “interruptor lipídico” que, a su vez, alteraría la expresión de una proteína específica de la enfermedad o modularía cascadas de señalización implicadas en la patología. En este contexto, se ha desarrollado el compuesto 2OHOA (2-hidroxioleico), una molécula lipídica bioactiva y análoga del ácido oleico (OA) que ha mostrado un efecto antitumoral y una elevada seguridad en modelos celulares y animales de GBM. Actualmente, la eficacia del 2OHOA en el tratamiento de pacientes con GBM está siendo evaluado en un estudio clínico de fase IIb/III, tras haber confirmado ya el perfil de seguridad en fases clínicas previas. En este trabajo se centra investigar el papel del 2OHOA como modulador del interruptor lipídico de la proliferación celular, utilizado por las células normales para iniciar o detener la división celular y que se encuentra desregulado en las células cancerosas. Los resultados de este trabajo confirmaron que el 2OHOA presenta una mayor incorporación en las membranas de células de glioma que en células no tumorales, lo que explicaría su especificidad de actuación en el tratamiento del cáncer. Tras su incorporación, el 2OHOA se metabolizó dando lugar al compuesto C17:1n-9 mediante la vía de la α-oxidación, proceso clave para su efecto antitumoral en células de glioma. Además, el metabolito C17:1n-9 presentó un efecto antiproliferativo, independiente de la actividad del 2OHOA, y podría ser un buen biomarcador para predecir y seguir el tratamiento de 2OHOA, en función de farmacocinética observada en pacientes con glioma tratados con el fármaco en la fase I/IIa y su acumulación en tumores xenográficos de ratón. Además, el 2OHOA produjo modulaciones a nivel general en el lipidoma de forma de células de glioma, principalmente su incorporación y la de su metabolito en diversas especies lipídicas, que 4 Resumen se correlacionaron fuertemente con cambios en la localización de las proteínas periféricas, produciéndose una lluvia de proteínas desde la membrana de células de glioma. Estos cambios en la localización de las proteínas periféricas de membrana inducidos por la incorporación del 2OHOA en las membranas se tradujeron en un cambio del estado proliferativo celular.[cat] El glioblastoma multiforme (GBM) és considerat el més agressiu i letal dels tumors primaris del sistema nerviós central (SNC). El tractament estàndard consisteix en la màxima resecció quirúrgica possible, seguida de radioteràpia i cicles de quimioteràpia amb temozolomida (TMZ), allargant la mitjana de supervivència fins als 15 mesos (com a molt 2 mesos de diferència). A més, la TMZ presenta efectes secundaris no desitjats i indueix l'aparició de resistències i recidives. A causa del mal pronòstic dels pacients, és de gran importància el desenvolupament noves estratègies terapèutiques que millorin l'eficàcia i seguretat dels tractaments amb l'objectiu d'aconseguir una remissió completa del GBM. Les membranes biològiques, a més d'una barrera fisiològica, alberguen una multitud de proteïnes que actuen com a receptors de senyalització o ancoratge cel·lular i interactuen de manera intermitent amb proteïnes perifèriques responsables de transmetre la senyalització iniciada pels receptors. La localització, distribució i, conseqüentment, activitat d'aquestes proteïnes es regula per la composició i estructura lipídica de les membranes, juntament amb altres factors, modulant l'estat fisiològic de la cèl·lula. La Teràpia Lipídica de Membrana (TLM) o Meliterapia és un enfocament innovador que proposa l'ús de noves molècules dissenyades per a modificar la composició i estructures lipídiques de membrana i revertir un estat lipídic patològic. Aquesta reversió suposaria la modulació d'un “interruptor lipídic” que, al seu torn, alteraria l'expressió d'una proteïna específica de la malaltia o modularia cascades de senyalització implicades en la patologia. En aquest context, s'ha desenvolupat el compost 2OHOA (2-hidroxioleic), una molècula lipídica bioactiva i anàloga de l'àcid oleic (OA) que ha mostrat un efecte antitumoral i una elevada seguretat en models cel·lulars i animals de GBM. Actualment, l'eficàcia del 2OHOA en el tractament de pacients amb GBM està sent avaluat en un estudi clínic de fase IIb/III, després d'haver confirmat ja el perfil de seguretat en fases clíniques prèvies. En aquest treball se centra investigar el paper del 2OHOA com a modulador de l'interruptor lipídic de la proliferació cel·lular, utilitzat per les cèl·lules normals per a iniciar o detenir la divisió cel·lular i que es troba desregulat en les cèl·lules canceroses. Els resultats d'aquest treball van confirmar que el 2OHOA presenta una major incorporació en les membranes de cèl·lules de glioma que en cèl·lules no tumorals, la qual cosa explicaria la seva especificitat d'actuació en el tractament del càncer. Després de la seva incorporació, el 2OHOA es va metabolitzar donant lloc al compost C17:1n-9 mitjançant la via de la α-oxidació, procés clau per al seu efecte antitumoral en cèl·lules de glioma. A més, el metabòlit C17:1n-9 va presentar un efecte antiproliferatiu, independent de l'activitat del 2OHOA, i podria ser un bon biomarcador per a predir i seguir el tractament de 2OHOA, en funció de farmacocinètica observada en pacients amb glioma tractats amb el fàrmac en la fase I/IIa i la seva acumulació en tumors xenogràfics de ratolí. A més, el 2OHOA va produir modulacions a nivell general en el lipidoma de forma de cèl·lules de glioma, principalment la seva incorporació i la del seu metabòlit en diverses espècies lipídiques, que es van correlacionar fortament amb canvis en la localització de les proteïnes perifèriques, produint-se una pluja de proteïnes des de la membrana de cèl·lules de glioma. Aquests canvis en la localització de les proteïnes perifèriques de membrana induïts per la incorporació del 2OHOA en les membranes es van traduir en un canvi de l'estat proliferatiu cel·lular.[eng] Glioblastoma multiform (GBM) is considered the most aggressive and lethal of primary tumours of the central nervous system (CNS). The standard treatment consists of maximum possible surgical resection, followed by radiotherapy and cycles of chemotherapy with temozolomide (TMZ), extending the median survival to 15 months (major, at best 2 additional months). In addition, TMZ contains undesirable side effects and induces the development of resistances and relapses. Due to the poor prognosis of patients, it is of great importance to develop new therapeutic strategies that improve the efficacy and safety of treatments with the aim of achieving complete remission of GBM. Biological membranes, in addition to a physiological barrier, host a multitude of proteins that act as signalling receptors or cell anchors and interact intermittently with peripheral proteins responsible for the signal transmission the signalling initiated by the receptors. The location, distribution and, consequently, activity of these proteins is regulated by the lipid composition and structure of the membranes, together with other factors, modulating the physiological state of the cell. Membrane Lipid Therapy (MLT) or Meliterapy is an innovative approach that proposes the use of new molecules designed to modify the composition and lipid structure of the membrane and reverse a pathological lipid state. This reversion would involve the modulation of a "lipid switch" which, in turn, would alter the expression of a disease-specific protein or modulate signalling cascades involved in the pathology. In this context, the compound 2OHOA (2-hydroxyoleic) has been developed, a bioactive lipid molecule and an analogue of oleic acid (OA) that has demonstrated an anti-tumour effect and high safety in cellular and animal models of GBM. The efficacy of 2OHOA in the treatment of patients with GBM is currently being evaluated in a phase IIb/III clinical study, having already confirmed the safety profile in previous clinical phases. This work focuses on the role the role of 2OHOA as a modulator of the lipid switch of cell proliferation, which is used by normal cells to induce or inhibit cell division and which is deregulated in cancer cells. The results of this work confirmed that 2OHOA is mostly incorporated in glioma cell membranes than in non-tumour cells, which would explain its specific effects in cancer treatment. After its incorporation, 2OHOA was metabolised to produce the compound C17:1n-9 by α-oxidation pathway, a key process for its anti-tumour effect in glioma cells. In addition, the C17:1n-9 metabolite showed an antiproliferative effect, independent of 2OHOA activity, and could be a useful biomarker to predict and trace 2OHOA treatment, based on pharmacokinetics observed in glioma patients treated with the drug in phase I/IIa and its accumulation in xenographic mouse tumours. In addition, 2OHOA produced general-level modulations in lipidoma of glioma cells, mainly it is incorporated, as its metabolite, in various lipid species. This is strongly correlated with changes in peripheral proteins location, producing a protein drain from the glioma cell membrane. These alterations in peripheral membrane proteins induced by the incorporation of 2OHOA into the membranes resulted in a cell proliferation switch