Papel del CDP-diacilglicerol sintasa (CDS1) en la transición epitelio-mesenquimal en el cáncer de pulmón no microcítico

Abstract

[ES] El cáncer de pulmón es la principal causa de fallecimiento por neoplasias en todo el mundo y es el segundo tipo de cáncer más común tanto en hombres como en mujeres (después del cáncer de próstata y de mama, respectivamente). No obstante, ha sido posible desarrollar terapias basadas en el uso de inhibidores de los dominios tirosina quinasa (ITQs) del receptor EGFR, el cual se encuentra mutado en un 40-50% de los pacientes con cáncer de pulmón no microcítico (CPNM), los cuales han permitido generar importantes beneficios en la supervivencia de estos. A pesar de ello, el desarrollo de resistencias frente a estos fármacos continúa complicando el tratamiento, siendo la activación de la transición epitelio - mesenquimal (EMT) una de las causas de la aparición de las mismas. Este programa se caracteriza por la inducción de la expresión de genes mesenquimales y la represión de caracteres propios de células epiteliales, como es la expresión de la enzima CDP-diacilglicerol sintasa 1 (CDS1), implicada en el metabolismo de los fosfolípidos que juega un importante papel en el desarrollo del cáncer. De esta manera, en este estudio se han utilizado cultivos in vitro de líneas celulares de CPNM sensibles y resistentes al ITQ osimertinib, y de clones, generados a partir de éstas, de sobreexpresión y silenciamiento de la enzima CDS1, con lo que se pretender valorar si la modificación de la expresión de esta enzima ejerce un papel importante en la EMT para este tipo de cáncer. Para ello, se ha analizado la expresión génica y proteica tanto de marcadores epiteliales y mesenquimales, como de genes metabólicos involucrados en la ruta del ácido fosfatídico en la que participa CDS1. Asimismo, se ha estudiado la respuesta citotóxica al osimertinib, se han realizado ensayos de herida para evaluar la capacidad de migración celular y se ha llevado a cabo un estudio lipidómico mediante cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (HPLC-EM). De esta forma, en este trabajo se ha observado cómo la inhibición de CDS1 en células de CPNM sensibles a osimertinib favorece la expresión de factores mesenquimales, sugiriendo una posible activación de la EMT que, sin embargo, no queda reflejada en un aumento en la resistencia hacia este ITQ. Por otra parte, la sobreexpresión de CDS1 en células resistentes, a pesar de no producir cambios significativos en el fenotipo mesenquimal, permite generar una resensibilización parcial hacia el osimertinib. Además, el estudio lipidómico muestra la adquisición de caracteres mesenquimales con la inhibición de CDS1, caracterizados por el descenso en la producción de diglicéridos (DG) y fosfatidilinositol (PI), y la adquisición de características epiteliales con la sobreexpresión de CDS1, caracterizadas por el aumento en la producción de DG y PI.

[EN] Lung cancer is the leading cause of death from neoplasms worldwide and is the second most common cancer in both men and women (after prostate and breast cancer, respectively). However, it has been possible to develop therapies based on the use of inhibitors of the tyrosine kinase domains (TKIs) of the EGFR receptor, which is mutated in 40-50% of patients with non-small cell lung cancer (NSCLC), and have led to significant survival benefits. Despite this, the development of resistance to these drugs continues to complicate treatment, with activation of the epithelial-mesenchymal transition (EMT) being one of the causes of their appearance. This programme is characterized by the induction of mesenchymal gene expression and the repression of epithelial cell traits, such as the expression of the enzyme CDP-diacylglycerol synthase 1 (CDS1), involved in phospholipid metabolism, which plays an important role in the development of cancer. Thus, in this study we have used in vitro cultures of NSCLC cell lines sensitive and resistant to the ITQ osimertinib, and clones, generated from these, of overexpression and inhibition of the CDS1 enzyme, with the aim of assessing whether the modification of the expression of this enzyme plays an important role in the EMT for this type of cancer. To this end, we have analyzed the protein and gene expression of both epithelial and mesenchymal markers, as well as metabolic genes involved in the phosphatidic acid pathway in which CDS1 participates. In addition, the cytotoxic response to osimertinib has been studied, wound assays have been performed to assess cell migration capacity and a lipidomic study has been carried out using liquid chromatography coupled to mass spectrometry (HPLC-MS). Thus, in this study we have observed how CDS1 inhibition in osimertinib-sensitive NSCLC cells favours the expression of mesenchymal factors, suggesting a possible activation of EMT, which, however, is not reflected in an increase in resistance to this TKI. On the other hand, the overexpression of CDS1 in osimertinib-resistant cells, despite not producing significant changes in the mesenchymal phenotype, allows for partial resensitisation to osimertinib. Furthermore, the lipidomic study shows the acquisition of mesenchymal characteristics with CDS1 inhibition, characterised by a decreased production of diglycerides (DG) and phosphatidylinositol (PI), and the acquisition of epithelial characteristics with CDS1 overexpression, characterised by increased production of DG and PI.