Valoración de la actividad enzimática de Nicotinamida N-Metiltransferasa en líneas celulares de carcinoma pulmonar de células no pequeñas

Abstract

[ES] El cáncer de pulmón es la neoplasia con mayor mortalidad en el mundo occidental. Es altamente resistente a la terapia convencional, metastático y con una supervivencia a los 5 años del 15% para el subtipo histológico más prevalente, el carcinoma pulmonar no microcítico (CPNM o NSCLC). La caracterización de mutaciones activadoras que afectan a oncogenes ha permitido definir pequeños subgrupos de pacientes que responden a los tratamientos dirigidos contra ellas, como son los inhibidores tirosina quinasa (ITQs) de EGFR. Sin embargo, un 30% de los pacientes no responden al tratamiento. Además, en el 70% de los casos en los que hay respuesta terapéutica, inevitablemente aparece progresión debido al desarrollo de resistencias mediadas por una gran variedad de mecanismos. Entre ellos la activación de mecanismos epigenéticos que median cambios histológicos, como la transición epitelio-mesenquimal (EMT). En modelos experimentales in vitro de CPNM que reproducen la adquisición de la resistencia a los ITQs, hemos identificado la sobreexpresión del enzima Nicotinamida N-Metiltransferasa (NNMT) como uno de los responsables de la reprogramación metabólica y epigenética que dirige el fenotipo EMT y ITQ-resistente. Por tanto, la NNMT se posiciona como una potencial diana terapéutica. En el presente proyecto se ha puesto a punto un método analítico, mediante cromatografía líquida y espectrometría de masas, para medir de modo cuantitativo la actividad enzimática de dicha proteína. De esta manera, hemos podido comparar su actividad en distintos pares de líneas de carcinoma pulmonar sensibles y resistentes a ITQs. Además, este método nos ha permitido evaluar dos inhibidores para la NNMT, como son el 1-metilquinolinio y el 5- metilquinolinio. Los resultados obtenidos muestran la efectividad de estos compuestos para inhibir la actividad de la NNMT, convirtiéndose en potenciales fármacos para terapias dirigidas contra este tipo de cáncer. El método desarrollado permitiría el cribado de un número elevado de compuestos en fase preclínica.

[EN] Lung cancer is the neoplasm with the highest mortality in the occidental world. It is highly resistant to the conventional therapy, metastatic and with a survival after 5 years of 15% for the histological subtype more prevalent, the Non-small cell lung carcinoma (NSCLC). Characterization of activating mutations which affect oncogenes has allowed to define small subgroups of patients that respond to targeted treatments against them, as could be the Tyrosine Kinase Inhibitors (TKIs) of EGFR. Nevertheless, around a 30% of patients do not respond to the treatment. Furthermore, in the 70% of the cases where there is a therapeutic response, progression inevitably appears, due to the development of resistances mediated by a big variety of mechanisms. These include the activation of epigenetic mechanisms which mediate histological changes, like the epithelialmesenchymal transition (EMT). In experimental models in vitro of NSCLC that reproduce the acquisition of resistance to the TKIs, we have identified the overexpression of the enzyme Nicotinamide N-Methyltransferase (NNMT) as a responsible of the metabolomic and epigenetic reprograming that leads to the phenotype EMT and TKI-resistant. Therefore, NNMT is positioned as a potential therapeutic target. In the present project, it has been developed an analytical method, through liquid chromatography and mass spectrometry, to quantify the enzymatic activity of said protein. In this way, we have been able to compare its activity in different pairs of lung carcinoma cell lines, sensible and resistant to TKIs. Moreover, this method has allowed us to evaluate two inhibitors for NNMT, the 1-methylquinolinium and the 5-methylquinolinium. The results obtained show the effectiveness of these compounds to inhibit the activity of NNMT, becoming potential drugs for targeted therapies against this type of cancer. The developed method will allow the screening of a high number of compounds in preclinical studies.

[CA] El càncer de pulmó és la neoplàsia amb major mortalitat en el món occidental. És altament resistent a la teràpia convencional, metastàtic i amb una supervivència al cap de 5 anys del 15% pel subtipus histològic més prevalent, el carcinoma pulmonar no microcític (CPNM o NSCLC). La caracterització de mutacions activadores que afecten oncogens ha permés definir xicotets subgrups de pacients que responen als tractaments dirigits contra elles, com són els inhibidors tirosina quinasa (ITQs) d'EGFR. No obstant això, un 30% dels pacients no responen al tractament. A més, en el 70% dels casos en els quals n'hi ha resposta terapèutica, inevitablement apareix progressió a causa del desenvolupament de resistències intervingudes per una gran varietat de mecanismes. Entre ells, l'activació de mecanismes epigenètics que intervenen canvis histològics, com ara la transició epiteli-mesènquima (EMT). En models experimentals in vitro de CPNM que reprodueixen l'adquisició de resistència als ITQs, hem identificat la sobreexpressió de l'enzim Nicotinamida N-Metiltransferasa (NNMT) com un dels responsables de la reprogramació metabòlica i epigenètica que dirigeix el fenotipus EMT i ITQ-resistent. Per tant, la NNMT es posiciona com una potencial diana terapèutica. En el present projecte s'ha posat a punt un mètode analític, mitjançant cromatografia líquida i espectrometria de masses, per mesurar de forma quantitativa l'activitat enzimàtica d'aquesta proteïna. D'aquesta manera, hem pogut comparar la seua activitat en diferents parells de línies de carcinoma pulmonar sensibles i resistents a ITQs. A més, aquest mètode ens ha permés avaluar dos inhibidors per la NNMT, com són l'1-metilquinolinio i el 5- metilquinolinio. Els resultats obtinguts mostren l'efectivitat d'aquests compostos per inhibir l'activitat de la NNMT, convertint-se en potencials fàrmacs per teràpies dirigides contra aquest tipus de càncer. El mètode desenvolupat permetria el garbellat d'un elevat nombre de compostos en fase preclínica.