Reprogramación metabólica en el proceso de resistencia a la terapia fotodinámica en cáncer cutáneo no melanoma. La metformina como coadyuvante

Abstract

La terapia fotodinámica (TFD) con el éster metilado del ácido aminolevulínico (MAL) es utilizada para el tratamiento del cáncer cutáneo no melanoma (CCNM), concretamente del carcinoma basocelular (CBC) y del carcinoma de células escamosas (CCE). Sin embargo, la TFD no siempre es eficaz y pueden aparecer células resistentes responsables de las recidivas. Se ha descrito que las células tumorales cambian su metabolismo promoviendo la glucolisis aeróbica para la obtención de energía en vez de obtenerla mediante la fosforilación oxidativa (OXPHOS), como ocurre en las células diferenciadas. Lo cual, podría influir en el proceso de resistencia a drogas antitumorales. En este trabajo hemos valorado la implicación de marcadores metabólicos (β-F1-ATPasa/GAPDH, PKM2, consumo de oxígeno y producción de lactato) en el proceso de resistencia a la TFD en el CCNM tanto in vitro como in vivo. También hemos evaluado el uso de la metformina, un compuesto antidiabético tipo II modulador del metabolismo glucolítico, para sensibilizar a las células resistentes a la TFD. Para ello, hemos utilizado líneas celulares de CBC de ratón (ASZ y CSZ) y de CCE humanas (A431 y SCC13). Estas células, denominadas parentales (P), se sometieron a 10 ciclos de TFD para obtener células resistentes (10G), que se inocularon en ratones inmunosuprimidos. Los tumores generados fueron recultivados obteniéndose una nueva población resistente (10GT). Los resultados indicaron que la adquisición de la resistencia implicó la reprogramación del metabolismo celular (aumento de glucolisis aeróbica y reducción de la OXPHOS). Este resultado también se confirmó en los tumores inducidos en ratones por inoculación de las poblaciones P y resistentes de ASZ y SCC13. La metformina, por ella misma, ocasionó parada del ciclo en la fase G0/G1 y reducción de la glucolisis aeróbica en todas las líneas celulares. Además, tras el tratamiento, las células resistentes de CBC redujeron los niveles de la OXPHOS, mientras que las de CCE lo aumentaron. En cualquier caso, el tratamiento con metformina mejoró el efecto citotóxico de la TFD (tratamiento combinado), tanto de las células P como resistentes. El mecanismo de acción por el que la metformina potenció la acción de la TFD fue dependiente del tipo celular. En ASZ ocasionó sobre-expresión de AMPK e inhibición de elementos de la vía de mTOR; en CSZ indujo hiperpolarización de la membrana mitocondrial; y en las células de CCE (A431 y SCC13) incrementó la producción de protoporfirina IX, de especies reactivas de oxígeno y de AMPK e inhibió la vía de mTOR. El incremento de la eficacia de la TFD en combinación con metformina también se apreció in vivo, en tumores inducidos por células P y resistentes de CBC y CCE. Además, el tratamiento combinado retrasó la aparición de lesiones en ratones expuestos crónicamente a la luz UV y redujo la expresión de marcadores que se activan en respuesta al daño por luz UV, incluyendo P53, PCNA y mTOR. En conclusión, podemos indicar que la resistencia a la TFD con MAL conlleva una reprogramación metabólica hacia un metabolismo glucolítico y el tratamiento con metformina lo revierte. Por ello, proponemos a la metformina como un excelente agente adyuvante que potencia la TFD en el tratamiento del CCNM, tanto de CBC como de CCE