Mecanismos de acción antitumoral del metabolito fúngico Galiellalactona y sus derivados semisintéticos

Abstract

El cáncer de próstata continúa siendo uno de los cánceres más frecuentes diagnosticados en varones, aunque si es detectado en estadios tempranos el éxito de curación y la esperanza de vida a largo plazo son muy elevadas. Uno de los grandes retos de la medicina actual, es la búsqueda de una mejora en el tratamiento que posibilite la curación de aquellos pacientes con cáncer de próstata resistente a la castración (CRPC), ya que supone un estadio de la enfermedad muy agresivo y mortal. La Galiellalactona (GL) es un metabólito fúngico que presenta actividades antitumorales en cáncer de próstata. Los resultados obtenidos en esta tesis doctoral muestran que esta molécula es capaz de impedir el crecimiento de las células de cáncer de próstata independientes de andrógenos, que se emplean como aproximación in vitro del CRPC, mediante la inducción de una parada del ciclo celular en fase G2/M, muerte celular a través de un proceso de apoptosis dependiente de caspasas, alteración de la organización de los microtúbulos y una disminución de la motilidad celular. La GL no causa rupturas en el ADN, sin embargo, sí que induce la ruta de señalización de respuesta a daño al ADN a través de la activación de ATM/ATR-CHK1, siendo necesaria para llevar a cabo los efectos a nivel de ciclo celular y apoptosis. Además, dicha molécula es capaz de reducir el crecimiento de tumores, inducir la expresión de γH2AX y modular la expresión de metabolitos alterados en plasma en modelos animales con xenoinjertos de células DU145 de cáncer de próstata. Por otro lado, se ha observado una respuesta diferencial a la GL en determinadas líneas celulares de cáncer de próstata y en condiciones de confluencia. Encontrar la base molecular de estas diferencias es clave para entender los mecanismos subyacentes a esta enfermedad, y también para saber qué firma molecular tiene que presentar el cáncer para que sea eficaz el tratamiento con este quimioterápico. Para ello, se han realizado diversos estudios proteómicos encontrándose perfiles distintos de expresión de proteínas, en los que se han barajado varias de ellas como candidatas potenciales a explicar dicha respuesta diferencial. Asimismo, el estudio de derivados semisintéticos análogos de la GL son los cimientos para la identificación de farmacóforos responsables de cada una de las actividades de la GL para la síntesis dirigida de nuevas moléculas más potentes y selectivas. En definitiva, los datos aportados añaden nuevos conocimientos acerca de los mecanismos de acción promovidos por GL y hacen que se postule como un agente antitumoral prometedor para el tratamiento del CRPC.

Prostate cancer is one of the most common cancers diagnosed in men, although if it is detected in early stages the successes of healing and long-term life expectancy are very high. One of the challenges of medicine is the discovery of new treatments against castration-resistant prostate cancer (CRPC), since it is an aggressive and lethal stage of the disease. Galiellalactone (GL) is a fungal metabolite that presents antitumor activities on prostate cancer. The results obtained in this doctoral thesis show that this molecule inhibits tumor growth in androgen-insensitive prostate cancer cell lines, as an in vitro model of CRPC. GL induces cell cycle arrest in G2/M phase, caspase-dependent apoptosis, destabilization of microtubules and inhibits cell motility. GL do not induce DNA breaks, but activates the ATM/ATR-CHK1-mediated DNA damage response which it is necessary for inducing cell cycle and apoptosis effects. Furthermore, this compound reduces tumor growth, induces the expression of γH2AX and modulates the expression of altered metabolites in plasma of DU145 cell xenografts mouse model. Moreover, we observed a differential response to GL in certain prostate cancer cell lines and in confluence conditions. It is essential to find the molecular basis to understand the underlying mechanisms of this disease and also to know which molecular signature has to present the cancer to be effective treatment with this chemotherapeutic agent. We found different protein expression profiles in our proteomic assays and we propose several candidate proteins for explaining this differential response. Likewise, the study of semisynthetic analogues of GL is relevant to find in which part of the molecule is associated with each activity and also obtain improved molecules with respect to GL. In conclusion, this study reports for the first time new mechanisms of action for GL and validates GL as a promising antitumor agent for treatment of CRPC.