El papel de Dorsal en la progresión del cáncer
Investigación de la influencia de Dorsal en el crecimiento y comportamiento de tumores en Drosophila.
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Tabla de contenidos
La inflamación es cómo el cuerpo reacciona a cosas dañinas del exterior. Esta reacción es común en el cáncer. Ocurre a través de varias vías importantes que ayudan a las células a responder a señales de peligro. Estas vías incluyen MAPK, PI3K-AKT, JAK-STAT y NF-κB. Entre ellas, NF-κB se ha visto mucho en varios tipos de cáncer y a menudo se asocia con malos resultados, como en el cáncer de mama y de pulmón. NF-κB ayuda a controlar muchos procesos en las células cancerosas, como su crecimiento, la invasión de tejidos y la resistencia a tratamientos.
A pesar de los esfuerzos por crear medicamentos que apunten a NF-κB para tratar el cáncer, los resultados no han sido muy buenos. Esto se debe a que bloquear NF-κB también puede dañar las células sanas, ya que ayuda a controlar el sistema inmunológico. Para crear mejores tratamientos, es importante aprender más sobre cómo funciona NF-κB en las células cancerosas en comparación con las normales. Entender estos detalles podría ayudar a hacer terapias que apunten a las células cancerosas mientras se ahorran las sanas.
Drosophila como Modelo
La mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, se usa cada vez más en investigaciones sobre el cáncer. Los investigadores utilizan diferentes modelos de Tumores en moscas para investigar cómo crecen las células tumorales y cómo afectan el tejido circundante. Un modelo ampliamente estudiado implica activar un gen llamado RasV12 y perder organización celular a través de otro gen llamado scribble. Este modelo muestra muchas características similares a los cánceres humanos.
En este modelo, los investigadores observan que los tumores pueden causar cambios en el cuerpo de la mosca, como pérdida de grasa y músculo, problemas en el intestino y cambios en el sistema inmunológico. Los científicos han encontrado previamente que vías como Toll-NF-κB ayudan a controlar el desarrollo y a responder a infecciones en las moscas, pero se sabe menos sobre sus roles en el cáncer.
Rol de NF-κB en Tumores
Estudios recientes se han centrado en cómo una proteína específica de NF-κB, llamada Dorsal, actúa en el modelo de tumor RasV12; scribble. Dorsal promueve el crecimiento tumoral al evitar que las células cancerosas maduren y ayudándolas a sobrevivir. También desencadena señales que hacen que las células cancerosas se muevan hacia otros tejidos. Los investigadores descubrieron que Dorsal interactúa con otras proteínas que promueven el movimiento y la invasión celular, sugiriendo que su actividad es crucial para la propagación del cáncer.
Los investigadores han identificado muchos genes que son más activos en estos tumores, incluidos los genes involucrados en la vía Toll. Esta vía responde a infecciones y se ha mostrado activa en tumores. Ciertas proteínas en esta vía ayudan a detectar bacterias y activar otras señales dentro de las células.
La Vía Toll y Sus Componentes
Entre los genes más activos, algunas proteínas trabajan en la vía Toll. Esta vía ayuda al sistema inmunológico a reconocer y responder a infecciones. Cuando el cuerpo detecta bacterias, ocurre una serie de eventos que llevan a activar la vía Toll. Proteínas como PGRP-SA y ModSP desempeñan papeles en este proceso, ayudando a activar la vía y permitiendo que las células respondan de manera efectiva.
En el contexto de tumores, proteínas como PGRP-SA ayudan a estimular el crecimiento tumoral al activar la vía Toll, que a su vez produce señales que pueden promover la supervivencia y multiplicación de las células cancerosas. Cuando los investigadores de Drosophila redujeron la actividad de estas proteínas, notaron que el crecimiento tumoral disminuyó significativamente. Esto sugiere que la vía de señalización Toll contribuye al desarrollo del cáncer en este modelo.
Función y Expresión de Dorsal
Una de las áreas principales de enfoque de este estudio es Dorsal, una proteína que actúa en la vía Toll. Los investigadores encontraron que Dorsal se expresa a niveles más altos en los tumores y desempeña varios roles en el crecimiento tumoral. Por ejemplo, cuando desactivaron la expresión de Dorsal, los tumores se redujeron significativamente. Esto indica que Dorsal es crucial para mantener el tamaño y crecimiento del tumor.
Dorsal promueve la supervivencia de las células tumorales mientras reprime su diferenciación. Esto significa que mientras están presentes las células tumorales, no maduran en las células completamente desarrolladas que se supone que deben ser. Esto es importante porque las células maduras a menudo tienen roles diferentes y no siguen multiplicándose como lo hacen las células cancerosas.
Curiosamente, Dorsal no es uniforme a lo largo del tumor. Hay diferentes niveles de expresión de Dorsal en varias partes del tumor, con algunas áreas mostrando niveles mucho más altos que otras. Esta variabilidad podría ser la razón por la que algunas células se comportan de manera diferente, ya sea creciendo más agresivamente o moviéndose hacia tejidos circundantes.
Dorsal e Invasión Celular
Otro rol importante de Dorsal es su participación en la invasión celular. En los tumores, las células pueden volverse migratorias, moviéndose hacia tejidos y órganos cercanos. La Señalización JNK, otra vía, es conocida por ayudar en este proceso migratorio. Los investigadores han descubierto que Dorsal amplifica la señalización JNK, lo que lleva a una mayor expresión de proteínas que ayudan a las células tumorales a invadir.
Al observar cómo Dorsal interactúa con JNK, los investigadores encontraron que cuando los niveles de Dorsal son altos, las células tumorales tienen más probabilidades de invadir otras partes del cuerpo de la mosca. Esto muestra que Dorsal no solo ayuda a mantener vivo al tumor, sino que también fomenta su propagación a otras áreas.
Comportamiento Celular Tumoral y Heterogeneidad
El estudio de Dorsal también reveló patrones interesantes de comportamiento celular dentro del tumor. Existen diferentes poblaciones de células según los niveles de Dorsal que expresan. Algunas células muestran altos niveles de Dorsal, mientras que otras tienen niveles más bajos. Esta diversidad dentro del tumor puede afectar cómo crece y se propaga.
Los investigadores notaron que las partes del tumor con los niveles más altos de Dorsal también mostraron el comportamiento más agresivo. Estas áreas mostraron un aumento en la migración y la invasión de las células cancerosas hacia los tejidos cercanos. En contraste, las regiones con niveles más bajos de Dorsal tendían a tener células más estables y diferenciadas que eran menos invasivas.
La presencia de diferentes variantes de empalme de Dorsal, como DlA y DlB, agrega otra capa de complejidad. Estas variantes podrían señalar diferentes roles dentro del tumor, lo que potencialmente lleva a comportamientos variados entre las células tumorales. Esta heterogeneidad refleja lo que se observa en varios cánceres humanos, donde diferentes poblaciones de células responden de manera diferente a los tratamientos y señales ambientales.
Conclusión
En general, los hallazgos mejoran nuestra comprensión de cómo la inflamación está involucrada en el desarrollo del cáncer, particularmente a través de la actividad de la vía Toll y las proteínas NF-κB como Dorsal. Estas proteínas desempeñan roles importantes en la promoción del crecimiento tumoral y la invasión, a la vez que destacan la importancia de la señalización celular en la progresión del cáncer.
La investigación indica que obtener información sobre cómo Dorsal y otras vías de señalización interactúan podría conducir a estrategias mejoradas para el tratamiento del cáncer. Al apuntar a los comportamientos y características específicos de las células tumorales, los investigadores podrían diseñar terapias más efectivas para controlar el crecimiento y la propagación del cáncer, beneficiando en última instancia los resultados de los pacientes. El modelo de Drosophila proporciona una herramienta poderosa para este tipo de investigación, permitiendo observaciones detalladas del comportamiento tumoral y los mecanismos subyacentes en acción.
Título: Oncogenic Ras-driven Dorsal/NF-κB signaling contributes to tumorigenesis in a Drosophila carcinoma model
Resumen: Cancer-driving mutations synergize with inflammatory stress signaling pathways during carcinogenesis. Drosophila melanogaster tumour models are increasingly recognized as models to inform conserved molecular mechanisms of tumorigenesis with both local and systemic effects of cancer. Although initial discoveries of the Toll-NF{kappa}B signaling pathway in development and immunity was pioneered in Drosophila, limited information is available for its role in cancer progression. Using a well-studied cooperative RasV12 -driven epithelial-derived tumour model, we here describe functions of Toll-NF-{kappa}B signaling in malignant RasV12, scrib- tumors. The extracellular Toll pathway components ModSP and PGRP-SA and intracellular signaling Kinase, Pelle/IRAK, are rate-limiting for tumor growth. The Toll pathway NF{kappa}B protein Dorsal, as well as cactus/I{kappa}B show elevated expression in tumors with highest expression in invasive cell populations. Oncogenic RasV12, and not loss of scribble, confers increased expression and heterogenous distribution of two Dorsal isoforms, DorsalA and DorsalB in different tumour cell populations. Mechanistic analyses demonstrates that Dorsal drives growth and malignancy by suppressing differentiation, counteracting apoptosis and promoting invasion of RasV12, scrib- tumors genetically dependent on twist and snail.
Autores: Tor Erik Rusten, C. Dillard, J. Teles-Reis, A. Jain, R. Le Borgne, H. Jasper
Última actualización: 2024-05-12 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.08.593126
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.08.593126.full.pdf
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