Role of Connexin43 in Tumour Prograssion and Drug Resistance in BRAF-driven Tumors

Resumen

Mutaciones en la proteína serina/treonina quinasa BRAF se han asociado con el desarrollo y progreso de diferentes tipos de tumores. Más del 50% de casos de melanoma presentan mutaciones en el gen BRAF. El melanoma es un tipo de cáncer que se origina en los melanocitos y es el tumor de piel más letal. Mutaciones en el gen BRAF resultan en una activación constitutiva de su actividad quinasa, siendo la mutación más frecuente la transición de valina a glutamato (V600E). Los inhibidores BRAF combinados con inhibidores MEK (BRAF/MEKi) están resultando de gran utilidad en el tratamiento de tumores metastáticos. Sin embargo, un porcentaje importante de pacientes adquieren resistencia al cabo de 8-12 meses. En cáncer en general y, en melanoma en particular, la resistencia a los tratamientos, especialmente a los BRAF/MEKi, sigue siendo el principal obstáculo para aumentar la supervivencia global en cáncer. Las conexinas (Cxs) son una familia de proteínas transmembrana que forman hemicanales y uniones comunicantes que permiten la comunicación paracrina y directa entre células en contacto, mediante el intercambio de iones, metabolitos y moléculas pequeñas. Alteraciones en la conexina43 (Cx43) y en la actividad de las uniones comunicantes se han asociado tanto al desarrollo como al progreso de diferentes tipos de tumores. Hoy en día, todavía existe controversia en cuanto a la función de la Cx43 en el progreso del melanoma. Los objetivos de este proyecto se centraron en investigar la función de la Cx43 en tumores con mutaciones en BRAF y su potential implicación en mecanismos de resistencia a los BRAF/MEKi. Los resultados de este trabajo indican que los pacientes de melanoma expresan bajos niveles de Cx43 y que su localización es principalmente citoplasmática. El incremento en los niveles de la Cx43, utilizando un vector de expresion o vesículas extracelulares (sEVs) que contienen Cx43, desencadenan una disminución significativa en la proliferación celular y en la capacidad de formar colonias, así como un aumento en senescencia y muerte celular por apoptosis. La disminución en la proliferación celular resultó ser independiente de la actividad de los canales de conexina. Todas las líneas celulares de melanoma estudiadas muestran altos niveles de SUMOilación de la Cx43, que podría afectar a la estabilidad de la proteína, la localización subcelular o la interacción con otras proteínas. El análisis proteómico y de ARN-Sec demuestra que la presencia de la Cx43 en sEVs, incluidos exosomas, cambia radicalmente el contenido de proteínas y pequeñas moléculas de ARN en estas vesículas lo que indica que la Cx43 podría participar en el reclutamiento de proteínas y pequeñas moléculas de ARN. De hecho la presencia de la Cx43 en sEVs cambia significativamente la actividad de estas partículas en ensayos in vitro. La presencia de la Cx43 en tumores con mutación en BRAF aumenta significativamente la eficacia y evita la resistencia a los BRAF/MEKi cuando se restaura con un vector para sobreexpresar la proteína o las células tumorales son tratadas con sEVs positivas para la Cx43. Además, las celulas tumorales dobles resistentes (a BRAF/MEKi) pierden la expresión de Cx43, y la re-expresión de la proteína con un vector o con sEVs-Cx43 re-sensibiliza a estas células a los tratamientos con los BRAF/MEKi. En este trabajo de tesis hemos identificado a la Cx43 como una nueva diana terapéutica para el tratamiento de tumores con mutaciones BRAF y para evitar la resistencia a los BRAF/MEKi.