Valoració dels canals tipus T com a diana terapèutica en el glioblastoma: silenciament gènic versus bloqueig farmacològic

Abstract

Els canals de calci tipus T (TTCCs), inicialment identificats en cèl·lules excitables, tenen una funció rellevant en cèl·lules no excitables on la seva expressió es troba augmentada en la fase G1-S del cicle cel·lular. En les cèl·lules tumorals, amb potencials de membrana més despolaritzats, hem estimat que els TTCCs que participen en els corrents són un 1% dels presents a la membrana, els quals estan permanentment oberts. En aquest treball hem estudiat el mecanisme pel qual l'atac dels TTCCs (per medis farmacològics o gènics) indueix la mort de cèl·lules de glioblastoma. Així, hem discernit efectes "on-target" i "off-target" i quin paper hi juguen sobre la viabilitat cel·lular. Els resultats obtinguts indiquen una sortida de calci del Reticle Endoplàsmic quan s'usa un inhibidor farmacològic dels TTCCs, que condueix a l’activació d’una complexa cascada senyalitzadora que implica l’UPR (Unfolded Protein Response) i l’autofàgia, culminant en apoptosi. L’estudi de l’efecte específic emprant shRNAs contra les isoformes Cav3.1 i Cav3.2 mostra una afectació de la supervivència en línies cel·lulars i el model de neuroesfera, una disminució del creixement tumoral en el model in vivo de xenografts murins i una parada proliferativa en cultius primaris de pacients de glioblastoma. En conjunt, les dades reforcen la idea de que els TTCCs poden ésser una diana terapèutica interessant en el tractament del glioblastoma.

Los canales de calcio tipo T (TTCCs), inicialmente identificados en células excitables, tienen una función relevante en células no excitables donde su expresión se encuentra aumentada en la fase G1-S del ciclo celular. En células tumorales, con potenciales de membrana más despolarizados, hemos estimado que los TTCCs que participan en las corrientes son un 1% de las presentes en la membrana, los cuales están permanentemente abiertos. En este trabajo hemos estudiado el mecanismo por el cual el ataque de los TTCCs (por medios farmacológicos o génicos) induce muerte en células de glioblastoma. Así, hemos discernido efectos “on-target” y “off-target” y qué papel juegan sobre la viabilidad celular. Los resultados obtenidos indican una salida de calcio del Retículo Endoplásmico cuando se usa un inhibidor farmacológico de los TTCCs, que conducen a la activación de una compleja cascada señalizadora que implica la UPR (Unfolded Protein Response) y la autofagia, culminando en apoptosis. El estudio de los efectos específicos usando shRNAs contra las isoformas Cav3.1 y Cav3.2 muestra una afectación de la supervivencia en líneas celulares y modelos de neuroesfera, una disminución del crecimiento tumoral en el modelo in vivo de xenografts murinos y una parada proliferativa en cultivos primarios de pacientes de glioblastoma. En conjunto, los datos refuerzan la idea de que los TTCCs pueden ser una diana terapéutica interesante en el tratamiento del glioblastoma.

T-Type Calcium Channels (TTCCs) were first identified in excitable cells. However, they also play a prominent function in non-excitable cells, with increased expression during G1-S transition of the cell cycle. In tumour cells, which typically show more depolarized membrane potentials, we have estimated that approximately a fraction of 1% of TTCCs expressed at the plasma membrane is permanently open. In the present work, we have studied the mechanisms by which targeting TTCCs (by pharmacological or genetic approaches) induces the death of glioblastoma cells. We have discriminated between on-target and off-target effects and their roles in the cellular viability. Results indicate that the pharmacological block of TTCCs induces calcium release from the Endoplasmic Reticulum, which triggers an intricate signalling pathway involving the UPR (Unfolded Protein Response) and autophagy that culminates in apoptosis. The study of on-target effects using shRNAs against Cav3.1 and Cav3.2 isoforms shows that cell survival was affected in glioblastoma cell lines and in a neurosphere model. In addition, tumour growth was reduced in vivo in mouse xenografts and a proliferative arrest has also been described in primary cultures derived from glioblastoma biopsies. Taken together, our data highlights the value of TTCCs as therapeutic targets in glioblastoma.