¡Hola! Mi nombre es Jasmin Elurbide y me estreno en Dciencia para explicaros un artículo que hemos publicado recientemente en la revista Gut. Este trabajo se ha llevado a cabo en el laboratorio de Hepatología del Programa de Tumores Sólidos del Centro de Investigación Médica Aplicada (CIMA) de la Universidad de Navarra, liderado por el Dr. Matías A. Ávila. En este trabajo hemos podido caracterizar una nueva diana para el tratamiento del colangiocarcinoma.

Pero para ponernos en contexto, ¿qué es el colangiocarcinoma? Se trata de un tumor hepático cuyo origen son los colangiocitos, un tipo celular dentro del hígado que se encarga de modificar la bilis al mismo tiempo que la transporta a lo largo del árbol biliar. Aunque no es un tumor muy frecuente, su incidencia ha aumentado en los últimos años. Además, se suele diagnosticar tarde, cuando las posibilidades de tratamiento quirúrgico no son viables y los tratamientos farmacológicos son paliativos, lo que se traduce en una baja supervivencia.

En los últimos años la investigación del colangiocarcinoma ha permitido el desarrollo de nuevas terapias. Por un lado, están los tratamientos dirigidos, que se han podido desarrollar gracias a la identificación de mutaciones que son importantes para el desarrollo de estos tumores. No obstante, la baja prevalencia de estas mutaciones y el desarrollo de resistencias debido a la adaptación del tumor disminuye su eficacia. Por otro lado, la inmunoterapia, que consiste en ayudar al organismo a combatir por sí mismo al tumor, está siendo evaluada en ensayos clínicos, aunque por sí solos no presentan mucha actividad antitumoral. Es por ello que en estos momentos el objetivo es evaluar la eficacia de tratamientos que combinen diferentes estrategias, incluyendo tratamientos citotóxicos como son los agentes quimioterápicos, las terapias dirigidas y la inmunoterapia.

Pero como os he comentado, el colangiocarcinoma se presenta como un tipo de tumor difícil de tratar. Y mientras todavía no se sabe la eficacia de estas terapias combinadas, es muy importante seguir estudiando este tumor y buscar nuevas dianas que nos permitan poder tratar el colangiocarcinoma con mayor eficacia.

Las nuevas dianas se pueden encontrar gracias a todos los estudios que se realizan en colangiocarcinoma y que nos van revelando nuevas características y procesos relacionados con el desarrollo del tumor. Y entre ellos se ha descrito que los cambios epigenéticos presentan un papel importante en la inducción y progresión del colangiocarcinoma.

Alteraciones genómicas y epigenéticas más frecuentes con potencial interés en colangiocarcinoma (Modificado de Macías et al. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis (2018)).

Y ¿qué es la epigenética? La epigenética es un conjunto de modificaciones que no alteran la secuencia del ADN, pero sí que modulan la expresión de los genes. Estas modificaciones influyen en la estructura del material genético (de la cromatina) y en la accesibilidad de la maquinaria de expresión de los genes, decidiendo así qué genes se expresan en cada momento. Las modificaciones epigenéticas son fundamentales para el desarrollo de las células y para el mantenimiento de su identidad. Y es por ello que alteraciones de estas modificaciones se han vinculado al desarrollo de enfermedades, incluido el cáncer. De hecho, ya se han descrito diversas alteraciones epigenéticas asociadas al desarrollo del colangiocarcinoma, y es por ello que nos propusimos estudiar posibles dianas epigenéticas que pudieran estar contribuyendo al desarrollo de este tipo de tumor.

¿Qué diana encontramos? Nuestro laboratorio lleva mucho tiempo estudiando dianas epigenéticas en el desarrollo de diferentes tumores hepáticos. En un análisis transcriptómico, en el que se estudia la diferencia de expresión de genes entre tejidos tumorales y normales, descubrieron que PRMT5 se encontraba más expresado en colangiocarcinoma.

PRMT5 pertenece a la familia de proteínas PRMTs (protein-arginina metiltransferasas) (, cuya función es modificar otras proteínas añadiendo grupos metilos en residuos de arginina. Estas modificaciones son importantes porque regula la expresión de genes, la señalización a factores de crecimiento, el procesamiento del ARN (splicing) y la respuesta al daño del ADN, entre otras todas funciones clave para el desarrollo tumoral. Además, ya se había descrito que los niveles de PRMT5 estaban aumentados en diversos tumores sólidos y que juega un papel fundamental en el desarrollo tumoral, pero nunca se había estudiado su papel en el colangiocarcinoma. Es por ello que decidimos caracterizar a PRMT5 como diana terapéutica para el tratamiento del colangiocarcinoma. Y para ello nos plateamos dos objetivos: primero, medir los niveles de PRMT5 en muestras de pacientes con colangiocarcinoma; y segundo, estudiar el efecto de la inhibición de PRMT5 en células de laboratorio y en modelos animales de la enfermedad.

¿Qué vimos en las muestras de pacientes con colangiocarcinoma? Colaboradores de nuestro grupo nos enviaron biopsias de pacientes con colangiocarcinoma y utilizamos una técnica llamada inmunohistoquímica para medir la cantidad de PRMT5. Se trata de un método de detección mediante coloración, utilizando anticuerpos que detectan de manera específica la proteína de estudio.

Como ya se había visto en otros tipos de tumores, observamos que PRMT5 estaba altamente expresada en la mayor parte de colangiocarcinomas. Además, también pudimos ver que MEP50, una proteína que trabaja junto con PRMT5, también estaba aumentada en los tumores biliares. Sorprendentemente, los tumores más agresivos (de mayor grado) tenían mayor cantidad de estas dos proteínas, lo que sugiere que el aumento de los niveles de estas dos proteínas está asociado a una mayor agresividad de los tumores.

Análisis de los niveles de PRMT5 y MEP50 en muestras de pacientes de colangiocarcinoma

¿Cómo afecta la inhibición de PRMT5 a células de colangiocarcinoma? Para estudiar que efecto produce la inhibición de PRMT5 en el colangiocarcinoma utilizamos dos fármacos, denominados GSK3326595 y JNJ64619178, que se encuentran clínicamente aprobados y que se están probando en otros tipos de tumores. Con estos dos fármacos hemos tratado células de colangiocarcinoma en cultivo (in vitro) y observamos que ambos disminuían la proliferación de estas células. Además, vimos como la combinación de estos fármacos con agentes quimioterápicos que se usan de rutina para el colangiocarcinoma, el cisplatino y la gemcitabina, aumentaba el efecto antiproliferativo. Junto con nuestros colaboradores de Dresde, en el laboratorio de la Dra. Meritxell Huch, pudimos probar estos fármacos en en tumoroides. Estas son estructuras tridimensionales derivadas de tumores de pacientes con colangiocarcinoma que mantienen las características originales del tumor original, lo que las convierte en una herramienta in vitro muy importante para el screening de nuevas terapias. En estos tumoroides pudieron ver como la inhibición de PRMT5 también disminuía la capacidad de las células de dividirse, confirmando nuestros resultados anteriores. Para corroborar estos datos in vitro, utilizamos dos modelos de ratón de colangiocarcinoma diferentes, en los cuales tratamos a los ratones con los inhibidores de PRMT5. En ambos modelos pudimos observar que la inhibición de PRMT5 producía una disminución el tamaño de los tumores.

Una vez vimos que la terapia dirigida a PRMT5 tenía un efecto sobre la capacidad proliferativa de las células quisimos saber cómo la inhibición de PRMT5 provocaba ese efecto. Para ello estudiamos la expresión de genes y proteínas de células de colangiocarcinoma comparando células tratadas y sin tratar. Este tipo de análisis permiten estudiar todos los genes y proteínas que se encuentran en las células, y al comparar distintas condiciones puedes ver las diferencias. Además, con estos datos se pueden llevar a cabo análisis informáticos que te agrupan los genes o proteínas según procesos biológicos en los que están implicados, y así podemos identificar que vías se encuentran afectadas con el tratamiento. Este análisis nos permitió ver que la inhibición de PRMT5 tanto en células en cultivo como en los modelos animales altera procesos relacionados con el desarrollo tumoral, como son la división celular o la migración, y también procesos relacionados con funciones de PRMT5, como el splicing de ARN, daño y reparación de ADN. Curiosamente, también encontramos alteración de procesos como la información o la respuesta inmune.

Como vimos que el daño y la reparación del ADN se veían afectados al inhibir PRMT5, decidimos estudiar este fenómeno más a fondo y pudimos ver que la inhibición de PRMT5 aumentaba la cantidad de daño al ADN y disminuía la expresión de genes relacionados con la reparación de este daño. Y, como os he comentado antes, la combinación de inhibidores de PRMT5 con agentes quimioterápicos, cuyo mecanismo de acción es el daño al ADN, es posible que la implicación de PRMT5 en este proceso sea el mecanismo por el cual esta combinación produce mayor efecto.

Debido a la desregulación de genes relacionados con la respuesta inmune, decidimos estudiar las poblaciones de linfocitos en los modelos animales, para comparar los animales con colangiocarcinoma tratados y sin tratar. Este análisis nos mostró que el tratamiento dirigido a PRMT5 aumentaba la cantidad de células inmunes en las lesiones tumorales en comparación a los ratones control. Esto sugiere que los inhibidores de PRMT5 no solo atacan directamente las células cancerosas, sino que también mejoran la capacidad del sistema inmune para combatir el cáncer.

¿Cómo benefician estos resultados a los pacientes? Nuestro estudio proporciona evidencia experimental que respalda la evaluación clínica de inhibidores de PRMT5 en pacientes con colangiocarcinoma. Los inhibidores de PRMT5 podrían ofrecer una nueva opción terapéutica, especialmente para pacientes con formas avanzadas de colangiocarcinoma que no responden bien a los tratamientos actuales, mejorando así las perspectivas y la calidad de vida de los pacientes con colangiocarcinoma.

Resumen gráfico del trabajo

Articulo original

Elurbide J, Colyn L, Latasa MU, Uriarte I, Mariani S, Lopez-Pascual A, Valbuena E, Castello-Uribe B, Arnes-Benito R, Adan-Villaescusa E, Martinez-Perez LA, Azkargorta M, Elortza F, Wu H, Krawczyk M, Schneider KM, Sangro B, Aldrighetti L, Ratti F, Casadei Gardini A, Marin JJG, Amat I, Urman JM, Arechederra M, Martinez-Chantar ML, Trautwein C, Huch M, Cubero FJ, Berasain C, G Fernandez-Barrena M, Avila MA. Identification of PRMT5 as a therapeutic target in cholangiocarcinoma. Gut. 2024 Sep 11:gutjnl-2024-332998. doi: https://doi.org/10.1136/gutjnl-2024-332998 .