Mechanisms of resistance to genotoxic and targeted anticancer therapies

Resumen

Una de las principales estrategias en la terapia contra el cáncer se basa en el uso de agentes genotóxicos, con el objetivo de dañar el genoma de las células tumorales y provocar su eliminación. Sin embargo, la terapia genotóxica se enfrenta al desafío de eliminar selectivamente las células tumorales sin dañar las células normales. Una opción consiste en intentar explotar una característica diferencial de las células cancerosas para, selectivamente, generar mayores cantidades de daño en su ADN. Una característica generalizada de las células tumorales es la presencia de estrés replicativo, un tipo de daño del ADN, con papel significativo en cáncer y envejecimiento, y que es suprimido por la cascada de señalización de la quinasa ATR. En este contexto, los inhibidores de ATR son particularmente deletéreos para las células tumorales con altos niveles de estrés replicativo. Al contrario que la búsqueda de características tumorales que sensibilizan al uso de estos compuestos, la resistencia a la inhibición de ATR no había sido aún objeto de intenso estudio. Uno de los principales objetivos de esta tesis ha sido la investigación de los mecanismos de resistencia a la inhibición de ATR mediante el uso de rastreos genéticos masivos. Para ello, se utilizaron dos metodologías complementarias de exploración genética: la tecnología CRISPR/Cas9 en células pluripotentes de ratón y la tecnología genetrap en células humanas haploides mediante el desarrollo de un nuevo método de identificación de inserciones (TrapSeq). Ambos estudios revelaron que la deficiencia de CDC25A hace que las células de mamíferos resistan a la inhibición de ATR. Con los inhibidores de ATR camino de la clínica, el trabajo descrito en esta Tesis aclara los mecanismos de acción de estos compuestos y proporciona biomarcadores que pueden ser utilizados para una mejor selección de los pacientes más propensos a responder a esta terapia. Además de los agentes que dañan el ADN, otra estrategia contra el cáncer consiste en inhibir la acción de factores específicos que son vitales para el crecimiento tumoral. Estas terapias dirigidas han sido ampliamente utilizadas en tumores promovidos por los oncogenes RAS, inhibiendo la función de una amplia gama de activadores y efectores de la ruta de RAS. Lamentablemente, todavía no se dispone de inhibidores de RAS eficaces y los intentos de bloquear otros componentes de la ruta de señalización generalmente fallan debido a diferentes mecanismos de resistencia. Para abordar este problema, y utilizando células madre embrionarias de ratón como sistema modelo, hemos investigado la existencia de mecanismos que permiten el crecimiento de células que carecen de todos los genes Ras (Rasless). Nuestro trabajo ha revelado que la ausencia de RAS limita el crecimiento de las células madre murinas y prohíbe completamente su diferenciación. Sorprendentemente, la pérdida de ERF, un represor de la familia ETS de factores de transcripción, rescata la proliferación y diferenciación de células Rasless y permite el desarrollo de teratomas deficientes en RAS. También encontramos mutaciones frecuentes de ERF en ciertos cánceres y que la deficiencia de ERF confiere resistencia a las terapias dirigidas contra la vía RAS. En resumen, el trabajo descrito en esta Tesis ha contribuido a la comprensión de los mecanismos de resistencia contra las terapias genotóxicas y las terapias dirigidas y ha aportado pruebas iniciales de las estrategias que podrían utilizarse para superar tales resistencias.