Caspasas. Proenzima. Enzima activa. Cuerpos apoptóticos. No hay inflamación. Cromatina aglomerada Núcleo fraccionado

Transcripción

1 Casiopeinas, una alternativa en el tratamiento de tumores del sistema nervioso Apoptosis Glioma, Meduloblastoma y Neuroblastoma Dra. Carmen Mejía Vázquez Depto. Medicina Genómica y Toxicología Ambiental Instituto de Investigaciones Biomédicas- UNAM (maria.c.mejia@uv.es) Diciembre de 2009 FASES DEL PROYECTO Diseño Actividad Citostática in vivo in vitro Modelaje Síntesis y Caracterización Propiedades Fisicoquímicas Toxicología y Farmacología Mecanismo de Acción Relación estructura actividad. actividad. Actividad Antineoplásica in vivo in vitro Clínica Veterinaria APOPTOSIS 1

2 Necrosis Apoptosis Cuerpos apoptóticos La célula se hincha Mitocondrias dañadas Núcleo poco alterado Na + y Ca 2+ fluyen adentro La célula se rompe Liberación de proteasas Rotura de proteínas La lisis nuclear y celular causa inflamación Cromatina aglomerada Núcleo fraccionado La célula se encoge Aparecen burbujas Membrana y organelos intactos Condensación de la cromatina No hay inflamación Necrosis (la célula se hincha) La célula comienza a romperse La lisis nuclear y celular causa inflamación La Apoptosis en los Procesos Fisiológicos Similitud en Secuencias Caspasas Función apoptosis otra Proenzima prodominio larga corta * 12 Asp I X Asp I X 11 iniciadora inflamación 13 baja alta Similitud de secuencia 4 entre caspasas 5 1 inflamación 2 iniciadora/efectora? 9 iniciadora 8 iniciadora 6 efectora sitios catalíticos 3 efectora 7 efectora 10 iniciadora? Enzima activa Rompen en la posición osterior al ácido aspártico Requiere del reconocimiento de al menos 4 aa N-terminles enel sitio de ruptura 2

3 Activación de Caspasas Superfamilia Bcl-2 Anti-ApoptóticasApoptóticas BH1-BH4: BH4: secuencia motivo conservada BH1 y BH2: heterodimerizan y forman canal BH4 BH3 BH1 BH2 TM Bcl-2 Bcl-x L Mcl-1 Bcl-w A1 Clase I BH4 BH3 BH1 BH2 TM Clase II BH4 Pro-Apoptóticas Multidominio Bax BH3 BH1 BH2 Bak TM Clase I BH4 LOOP BH3 TM Bok/Mtd Clase II BH3: dominante en el control de la muerte celular BH3 BH3 TM Solo BH3 Bik Hrk/DP5 Bim Blk Bad Bid Clase III Las dos mayores vías apoptóticas Vía Extrínseca o de Caspasas 3

4 Vía Intrínseca o Mitocondrial Posibles mecanismos de acción de miembros de la familia Bcl-2 Reconocimiento fagocítico Fagocitosis celular 4

5 Proteínas Inhibidoras de Apoptosis: IAP s Mecanismos de Inhibición de la Apoptosis Se identificaron en baculovirus ciap1, ciap2: inhibidor de apoptosis celular 1 y 2 NIAP: IAP neuronal XIAP: IAP ligada al cromosoma X Survivina: depende del ciclo celular Grim, HID, Reaper y Sickle: en invertebrados. IAP s 70 aa BIR Directa: caspasa 9;BIR Indirecta: caspasa 3; p21 Liberación de AIF BIR: dominio IAP de baculovrus 5

6 Survivina: Control de la mitosis/división celular Antagonistas de IAP s Cel. G 2 /M Cel. S/G 2 Cel. G 0 /G 1 Cels. G 1 Survivina: Control de la entrada del ciclo celular/proliferación (II) Survivina: Control de la apoptosis/supervivencia Celular (III) Tienen un motivo NH 2 de unión a IAP s (IBM) de 4 residuos aa: Ala, Val, Prol, Ile Smac: segundo mensajero mitocondrial activador de caspasas DIABLO: IAP directa de unión a proteína con bajo pi HtrA2/Omi: alta temperatura requerida A XAF1: factor 1 asociado a XIAP SMAC/DIABLO Término NH2 de caspasa-9 activa Sale de la mitocondria por una ruta similar a la del Citocromo c y de manera coordinada Linker entre BIR1 y BIR2 6

7 GLIOMAS Surgen de células gliales del cerebro y/o médula CASIOPEINAS EN LOS TUMORES DE SISTEMA NERVIOSO Cada año son diagnosticadas 17,000 nuevos casos Alto grado, anaplásicos, poco diferenciados, rápido crecimiento, mal pronóstico; o todo lo contrario No metastatizan por torrente sanguíneo, sino por líquido cefalorraquídeo incluso a médula espinal Tratamiento combinado (cirugía, radioterapia y quimioterapia): -temozolzmide atraviesa barrera hematoencefálica -bevacizumab, antiangiogénico bloqueador del factor de crecimiento endotelial (VEGF) GLIOMAS Cas IIgly en Glioma C6 Efecto Antitumoral de Cas IIgly in vivo. Astrocitoma de bajo grado Glioblastoma Multiforme (Superviviencia i i a 2 años, 44%) (Superviviencia a 2 años, 10%) A. VolumenTumoral B. Índice Mitótico C. Índice de proliferación Celular D. Índice Apoptótico Ependimoma Oligodendrogliomas (6%, entre 4-5ª décadas de la vida, del 1p/19q factor de buen pronostico) 7

8 Cas IIgly en Glioma C6 Cas IIgly en Glioma C6 Trejo-Solís et al. (2005). Neoplasia, 7: Trejo-Solís et al. (2005). Neoplasia, 7: Meduloblastoma Cas IIgly y IIIia en Meduloblastoma 110 Tumor neuroectodérmico primitivo del cerebelo Pico de aparición 3-5 y20-30 años Incidencia de 5,7 / niños de 0-14 años, 2:1 varones Metástasis al eje craneoespinal (30%) ya huesos largos (5%) Supervivencia alos 5 años del 56 %y43 %alos 10 años El tratamiento de elección es la cirugía combinada (extirpación máxima posible) con radioterapia craneoespinal Deleción de 17p, donde se encuentra p53 n inhibitoria 50 Concentración Cisplatino(25 μg/ml) Cas IIgly (10 μg/ml) Cas IIIia (16 μg/ml) 10 0,01 0, Tratamientos (μg/ml) Mejia C, et al Pathol Oncol Rep 14:

9 Cas IIgly y IIIia en Meduloblastoma Control Cisplatino Cas IIgly Cas IIIia Condensación nuclear CF Hoechst Control Cisplatino Casio IIgly Casio IIIia Cas IIgly en Meduloblastoma Control Cisplatino Cas IIgly Mejia C, et al Pathol Oncol Rep 14: Mejia C, et al Pathol Oncol Rep 14: Neuroblastoma Descrito por Virchow en 1864 Tumor neuroendócrino de células de la cresta neural (SNP)Gran heterogeneidad biológica Tumor sólido extracraneal más frecuente en infancia, 7-10% de todas las neoplasias infantiles la Buen Pronóstico Neuroblastoma Mal Pronóstico - Niño menor de 5 años - Niño mayor de 5 años - Tumor estadio 1 ó 2 - Estadio 3 ó 4 - Histología favorable - Histología desfavorable - Sin amplificación de N-myc - Amplificación de N-myc - Expresión de Trk A - Pérdida de 1p, ganancia de 17 q, - Presencia de Apoptosis - Expresión de Trk B - Expresión de bcl-2 y sin Apoptosis Gran heterogeneidad biológica Cuatro estadios yivs Mal pronóstico: amplificación del oncogen N-myc, del 1p, ganancia 17q, Trk B - Sin tratamiento o solo cirugía - Cirugía -Quimioterapia (ciclofosfamida,cisplatino, vincristin, doxorubicina, etoposido y topotecan) - Radiación (MetaIodoBenzilGuanidina I 131 ) - Transplante de médula osea/ células madre hematopoyéticas - Terapia biológica (ácido 13-cis-retinóico, fenretinida) 9

10 Cas IIgly y IIIia en Neuroblastoma Inhibición de caspasas 3, 7 y 8 en el NB 0,35 Control (4X) Cisplatino (4X) apoptosis Inhibición de la 0,3 0, ,2 0,15 0,1 0,05 0 Inhibidor Control Cisplatino Cas IIgly Cas IIIia ABS (560nm) Cas IIgly (40X) Cas IIIia (40X) (100 μg /ml) (100 μg/ml) Actividad de Glutatión en el NB CONCLUSIONES Unidades arb bitrarias 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Control Cisplatino Cas IIgly Cas IIIia Inhibidor ABS (450nm) Es importante establecer los factores que determinan la heterogeneidad biológica de los tumores de sistema nervioso Debido a que la apoptosis parece ser el mecanismo por el que se activan las casiopeínas se hace primordial su comprensión Son necesarios más estudios para considerar a las Casiopeínas como una alternativa contra estos tumores (100 μg /ml) (100 μg /ml) 10

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