Caracterización del sistema de los factores de crecimiento similares a la insulina (IGFs) en el establecimiento del feocromocitoma y en la progresión de tumores de sistema nervioso central (SNC) en pacientes pediátricos

Abstract

La carcinogénesis es un proceso de múltiples pasos por el cual células normales se transforman en células tumorales. Las señales que facilitan estos procesos están lideradas en su mayoría por factores de crecimiento que actúan sobre receptores específicos regulando la progresión del ciclo celular y crecimiento e influenciando también su metabolismo y supervivencia. La interacción de las células tumorales y las células del estroma tumoral está involucrada tanto en el establecimiento como en la adquisición de determinadas características como invasividad y capacidad de generar metástasis. Por lo tanto, los cambios patológicos que se dan en el microambiente son tan importantes para el progreso de la enfermedad como las características de la célula tumoral en sí.Los factores de crecimiento insulino-símiles (IGFs) son polipéptidos relacionados estructuralmente con la Insulina, que juegan un papel importante en la regulación de la proliferación celular y en la inhibición de la apoptosis. La disrupción del balance entre los distintos componentes del sistema de los IGFs y su vinculación con el crecimiento, mantenimiento y progresión tumoral ha sido demostrada en diferentes tipos tumorales y se ha sugerido que dicho sistema tendría un rol en las etapas tempranas de transformación celular y carcinogénesis. La importancia del sistema de los IGFs en la iniciación, progresión y metástasis tumoral ha sido también confirmada mediante estudios utilizando animales modificados genéticamente.El objetivo del presente trabajo de tesis fue caracterizar el papel del sistema de los IGFs en diferentes etapas del proceso tumoral en dos modelos con importancia en pediatría. Nuestra hipótesis es que el sistema de los IGFs tiene un papel en el desarrollo tumoral tanto a nivel del establecimiento inicial del tumor como en su crecimiento y progresión. Para el estudio de las primeras etapas del establecimiento tumoral nos interesamos en el circuito local del IGF-1/ IGF-1R en las células que componen el microambiente tumoral en un modelo de feocromocitoma. Para el estudio del crecimiento y progresión tumoral nos enfocamos en los efectos de los IGFs en las células tumorales, particularmente en tumores de sistema nervioso central.El feocromocitoma es un tumor asociado con frecuencia a enfermedad endocrina familiar. Estudios previos de nuestro grupo de trabajo han demostrado la sobreexpresión del IGF-1R en feocromocitomas malignos y su valor pronóstico para la sobrevida de los pacientes con esta enfermedad. Estudios in vivo e in vitro demostraron la importancia del IGF-1 como factor de supervivencia en las células del feocromocitoma. En esta oportunidad estudiamos el IGF-1R presente en las células que componen el microambiente tumoral. Nuestros resultados in vivo, utilizando un modelo murino generado por la inyección de células de feocromocitoma (MPC) en ratones haploinsuficientes para el IGF-1R, muestran que la incidencia de tumores en estos ratones disminuye y la aparición tumoral se ve retrasada. Una vez establecidos, la proliferación, apoptosis y vascularización de estos tumores no varía respecto de los generados en ratones control. In vitro, se cultivaron los fibroblastos de ratones controles y haploinsuficientes para el IGF-1R para generar medios condicionados y matrices diferenciales con los que se cultivaron las células MPC. Encontramos que la proliferación celular fue menor cuando las MPC eran cultivadas con medios condicionados o matrices diferenciales provenientes de fibroblastos haploinsuficientes para el IGF-1R. El estudio molecular permitió confirmar en estos fibroblastos la diminución en la secreción de factores solubles, IGF-1 e IGFBP2, y de fibronectina como factor de matriz, la cual se asoció a la disminución en la expresión de integrinas en las células MPC. Nuestros datos sugieren que el IGF-1, a través del IGF-1R estaría involucrado en las etapas tempranas del establecimiento tumoral, contribuyendo al anclaje y sobrevida de las células MPC mediante la interacción con factores de solubles y de matriz producidos por los fibroblastos del microambiente.Por otro lado, los tumores de SNC son los tumores sólidos de mayor frecuencia en pediatría, siendo los gliomas el grupo mayoritario. Nuestro grupo ha demostrado que en gliomas la localización nuclear del receptor IGF-1R se asocia a un mayor grado tumoral y a menor sobrevida de estos pacientes. En el presente trabajo se caracterizó la expresión de los genes del sistema de los IGFs en tumores gliales de pacientes pediátricos separándolos según grados de malignidad. Encontramos una mayor expresión de IGF-1 en tumores de alto grado, lo que podría estar indicando un papel preponderante del circuito IGF-1/IGF-1R en esta patología.En un enfoque experimental se realizó la caracterización in vitro de la localización diferencial del IGF-1R en una línea celular de glioblastoma humano y se demostró que la localización nuclear del receptor no modifica la proliferación ni apoptosis de estas células, pero si incrementa su motilidad y metabolismo. La mayor tasa metabólica queda evidenciada por el aumento en la expresión del transportador de glucosa GLUT1, aumento en la entrada de piruvato a la mitocondria y el aumento en la síntesis de ácidos grasos. Por otro lado, en las células con IGF-1R nuclear se observa una baja acumulación de los lípidos sintetizados, por lo que se asume que estos son oxidados para obtener energía que es luego utilizada en procesos como la síntesis de proteínas, que también se encuentra aumentada. La ventaja metabólica queda manifestada in vivo con la aparición de tumores más tempranamente y de crecimiento más rápido en los casos en que el IGF-1R puede traslocar al núcleo. Estos resultados permitirían explicar, al menos en parte, el comportamiento de estos tumores de alto grado en la población pediátrica estudiada, asociado a un peor pronóstico.