Inestabilidad cromosómica inducida por el tratamiento in vitro con MLN8237, un inhibidor de la proteína quinasa Aurora A, en Linfocitos Proliferantes de individuos sanos

Abstract

La mitosis es un paso clave en el ciclo celular y es controlada por múltiples reguladores. Ejemplo de estos es la familia de las proteínas quinasa Aurora, ya que en su conjunto participan en la formación de un eje mitótico bipolar, la segregación de los cromosomas y la finalización de la citocinesis. Diversos estudios indican que la sobreexpresión o amplificación de la quinasa Aurora A (AURKA) en particular, se ha visto asociada a varios tipos de cánceres. Esto ha convertido a esta proteína en un blanco de interés terapéutico, lo que ha llevado al desarrollo de diversas moléculas inhibidoras de la actividad de esta quinasa. Una de estas moléculas, MLN8237, está siendo evaluada en diversos estudios clínicos, como tratamiento para tumores sólidos y hematológicos. Los estudios in vitro y en modelos animales muestran que estos inhibidores inducen aneuploidía y muerte celular. Por su parte, los estudios clínicos iniciales muestran promisorios resultados relativos a la progresión tumoral. Sin embargo, pese al inminente uso de estos inhibidores en un corto o mediano plazo como terapia anti-tumoral, el impacto de la inhibición de AURKA en células no tumorales ha sido pobremente documentado. En este trabajo se evaluó el efecto de concentraciones crecientes del inhibidor MLN8237 sobre la muerte celular y la frecuencia de aberraciones cromosómicas estructurales y numéricas, en linfocitos de sangre periférica provenientes de 8 individuos sanos y cultivados in vitro durante 72, 96 y 120 horas. Para esto se determinó: (i) la muerte celular en linfocitos expuestos durante distintos tiempos a distintas concentraciones del inhibidor MLN8237 (0, 0,1, 0,5 y 1μM); y, (ii) la presencia de inestabilidad cromosómica numérica y estructural, en las células sometidas a las mismas condiciones de inducción de muerte por el inhibidor. La muerte celular se evaluó mediante la cuantificación del contenido de DNA por citometría de flujo, mientras que la inestabilidad cromosómica se determinó mediante el recuento de aneuploidías, euploidías y alteraciones cromosómicas estructurales en placas metafásicas. Los resultados indican que MLN8237 induce muerte celular a concentraciones de 0,5μM y 1μM en los distintos tiempos de exposición. En las distintas condiciones evaluadas, el inhibidor no indujo aberraciones cromosómicas estructurales. Sin embargo, existió un aumento significativo de las poliploidías y aneuploidías con todas las concentraciones evaluadas del inhibidor. Estos resultados sugieren que las células no tumorales que sobreviven al inhibidor pueden adquirir mutaciones cromosómicas numéricas que podría tener un impacto en el desarrollo de neoplasias secundarias al tratamiento.

Mitosis is a key step in the cell cycle, controlled by multiple molecules. Example of these is the Aurora kinase family, participating as a whole in the formation of a bipolar mitotic spindle, the segregation of chromosomes and completion of cytokinesis. Several studies indicate that overexpression or amplification of Aurora A (AURKA) kinase, has been associated to several types of cancers. This has made this protein a target of therapeutic interest, which has led to the development of various molecule inhibitors of the activity of this kinase. One of these molecules, MLN8237, is being evaluated in clinical studies as a treatment for solid and hematological tumors. Studies performed in cell lines and in animal models, show that these inhibitors induce aneuploidy and cell death. Otherwise, initial clinical studies show promising results for tumor progression. However, despite the imminent use of these inhibitors in the short or medium term as anti-tumor therapy, the impact of AURKA inhibition in non-tumor cells has been poorly documented. In this work the effect of MLN8237 on cell death and frequency of structural and numerical chromosome aberrations was evaluated in peripheral blood lymphocytes, from 8 healthy individuals, cultured in vitro under proliferative conditions, from 72, 86 and 120 hours . In the present theses it was assessed: (i) cell death in lymphocytes exposed to different periods of time under various concentrations of inhibitor MLN8237 (0.1, 0.5 and 1μM) ; and, (ii) the presence of numerical and structural chromosome instability in cells exposed to the same conditions for death induction by the inhibitor. Cell death was assessed by quantifying DNA content by cytometry flow, meanwhile, chromosomal instability was determined by counting aneuploidy, euploidy and structural chromosomal alterations in metaphasic plates. The results indicate that MLN8237 induces cell death after 72h of exposure and at 0,5μM and 1μM concentration. Under these conditions, the inhibitor did not induce structural chromosome aberrations. However, there was a significant increase in polyploidy and aneuploidy with all tested concentrations of the inhibitor. These results suggest that normal cells surviving to the inhibitor can acquire numerical chromosomal mutations that could have an impact on the development of secondary tumors to treatment.