Evaluación del efecto de CPI-613, un inhibidor de αKGDH, sobre el metabolismo mitocondrial, viabilidad, sensibilidad a etopósido y migración en células de cáncer de mama triple negativo con carboxilación reductiva

Abstract

INTRODUCCIÓN: Las células de cáncer de mama triple negativo (TNBC, del inglés, triple negative breast cancer) poseen una alta plasticidad metabólica, la cual les permite satisfacer sus requerimientos metabólicos mediante el desarrollo de una vía alterna al ciclo de Krebs. Esta ruta, conocida como carboxilación reductiva (CR), es independiente de las concentraciones de oxígeno y, algunas de las enzimas que componen normalmente este ciclo, entre ellas la alfa-cetoglutarato deshidrogenasa (αKGDH, del inglés, α- ketoglutarate dehydrogenase) continúan funcionando. Esto permite a las células cancerosas adquirir los intermediarios necesarios para su proliferación y sus requerimientos energéticos son sustentados a través de la glicólisis aeróbica. En cáncer se ha demostrado, tanto in vitro como in vivo, que por un mecanismo redox la nueva molécula CPI-613 inhibe a la enzima αKGDH, aunque esto no se ha evaluado en líneas celulares de TNBC. Debido a que esta enzima cumple un rol fundamental en el metabolismo del cáncer, especialmente bajo condiciones de carboxilación reductiva, hipotetizamos que al inhibir su actividad podría disminuir selectivamente la viabilidad de aquellas células de TNBC con carboxilación reductiva, al modificarse su metabolismo mitocondrial y de esa manera sensibilizarse en un tratamiento combinado con el quimioterapéutico etopósido. OBJETIVO: Evaluar el efecto de CPI-613 sobre la función mitocondrial, viabilidad celular, sensibilidad a etopósido y capacidad migratoria en células de cáncer de mama triple negativo MDA-MB-231, con respiración defectuosa y funcional. METODOLOGÍA: En placas de cultivo, se generaron dos modelos de células MDA-MB-231 (TNBC) con carboxilación reductiva mediante una estrategia farmacológica y otra genética. Posteriormente, se compararon con células de TNBC con respiración funcional, contrastando parámetros de metabolismo mitocondrial, viabilidad celular, sensibilidad a etopósido y capacidad migratoria. RESULTADOS: Los modelos farmacológicos y genéticos de carboxilación reductiva fueron generados y validados exitosamente. Se evidenció una disminución de la viabilidad en células MDA-MB-231 con carboxilación reductiva, comparadas con células no tratadas, relacionada a un aumento de mROS y a una disminución del potencial de membrana. Por otro lado, tanto células con respiración funcional como con carboxilación reductiva se sensibilizan dentro del mismo rango a un tratamiento combinado con etopósido y CPI-613. Finalmente, al evaluar la capacidad migratoria diferencial en ambos modelos, no se obtuvieron resultados concluyentes. CONCLUSIÓN Y PERSPECTIVAS: Antimicina A y rotenona (0,25 - 0,5 μM) y el plásmido pMA3790, permiten la adecuada generación de modelos de carboxilación reductiva. el compuesto CPI-613 generó cambios diferenciales en células con CR en comparación con células con respiración normal en los parámetros de viabilidad, generación de especies reactivas de oxígeno y potencial de la transmembrana mitocondrial. Futuros estudios son necesarios para entender el mecanismo de acción de CPI-613 y su eficacia al conjugarse con otros quimioterápicos y en la capacidad migratoria de células de TNBC con carboxilación reductiva.