Universitat Autònoma de Barcelona
Yuste Mateos, Víctor J.
2020-10-02
9788449096204
329 p.
L’apoptosi, una forma de mort cel·lular regulada, es caracteritza per una cadena d’esdeveniments bioquímics i morfològics orquestrats per una família de proteases anomenades caspases. La posada en marxa de les caspases desencadena l’activació de l’endonucleasa CAD (Caspase-Activated DNase, també anomenada DFF40, de l’anglès Death Fragmentation Factor, 40 kDa subunit), un esdeveniment clau que permet a les cèl·lules mostrar canvis nuclears apoptòtics clàssics, que inclouen la condensació de la cromatina i la fragmentació del nucli. El glioblastoma, un tumor cerebral primari especialment agressiu, mostra una resistència extrema a l’apoptosi. Entre les possibilitats que podrien explicar la resistència d’aquest tumor a la majoria dels fàrmacs pro-apoptòtics que s’utilitzen a la clínica, el nostre grup va assenyalar la impossibilitat de les cèl·lules de glioblastoma de presentar una mort apoptòtica completa (Sanchez-Osuna et al., 2014), i va descriure una deficiència intrínseca en l’expressió de l’endonucleasa DFF40/CAD com a tret comú en les cèl·lules de glioblastoma (Sanchez-Osuna et al., 2016). Quan es tracten amb diferents compostos citotòxics, aquestes cèl·lules mostren com a comportament predominant una morfologia nuclear independent de l’activació de l’endonucleasa DFF40/CAD, representada per una massa única de cromatina compactada en absència de fragmentació nuclear. Aquesta Tesi Doctoral evidencia que, malgrat l’expressió deficient de DFF40/CAD, les cèl·lules humanes de glioblastoma poden mostrar una morfologia nuclear apoptòtica (depenent de DFF40/CAD) quan es tracten amb l’estímul adequat. El gossypol és presentat en aquest treball com un estímul capaç de provocar una correcta activació de les caspases i de DFF40/CAD en les cèl·lules humanes derivades de glioblastoma. Tot i això, només un nombre limitat de cèl·lules mostra aquesta morfologia nuclear després del tractament amb gossypol. En aquest sentit, els nostres resultats assenyalen un context intracel·lular desfavorable en les cèl·lules de glioblastoma que impedeix la correcta funció de DFF40/CAD com a endonucleasa, independentment dels seus nivells. Els ions metàl·lics, com el ferro o el coure, són presentats en aquesta tesi com a possibles responsables de la refractarietat de les cèl·lules de glioblastoma per mostrar una morfologia nuclear apoptòtica després de diferents estímuls citotòxics. A més, es suggereix que una modulació precisa de l’autofàgia pot ser determinant per permetre la morfologia nuclear apoptòtica en cèl·lules humanes de glioblastoma. Cal destacar que l’estudi precís d’aquesta morfologia nuclear és d’especial interès, ja que una fragmentació i un empaquetament adequat del contingut genòmic constitueixen un procés fonamental per evitar la propagació de gens nocius i facilitar l’eliminació de les cèl·lules apoptòtiques, que, per contra, podrien contribuir a l’aparició de fenotips agressius. En aquest sentit, el coneixement dels mecanismes intracel·lulars específics que s’activen quan s’enfronten les cèl·lules tumorals a tractaments quimioterapèutics és essencial per comprendre millor els efectes biològics que es derivaran d’aquest plantejament terapèutic.
La apoptosis, una forma de muerte celular regulada, se caracteriza por una cadena de eventos bioquímicos y morfológicos orquestados por una familia de proteasas denominada caspasas. La puesta en marcha de las caspasas desencadena la activación de la endonucleasa CAD (Caspase-Activated DNase, también llamada DFF40, del inglés Death Fragmentation Factor, 40 kDa subunit), un acontecimiento clave que permite a las células mostrar cambios nucleares apoptóticos clásicos, que incluyen la condensación de la cromatina y la fragmentación del núcleo. El glioblastoma, un tumor cerebral primario especialmente agresivo, presenta una resistencia extrema a la apoptosis. Entre las posibilidades que podrían explicar la resistencia de este tumor a la mayoría de fármacos pro-apoptóticos que se utilizan en la clínica, nuestro grupo señaló la imposibilidad de las células derivadas de glioblastoma de presentar una muerte apoptótica completa (Sanchez-Osuna et al., 2014), y describió una deficiencia intrínseca en la expresión de la endonucleasa DFF40/CAD como rasgo común en las células humanas de glioblastoma (Sanchez-Osuna et al., 2016). Cuando se tratan con diferentes compuestos citotóxicos, estas células muestran como comportamiento predominante una morfología nuclear independiente de la activación de la endonucleasa DFF40/CAD, representada por una masa única de cromatina compactada en ausencia de fragmentación nuclear. Esta Tesis Doctoral manifiesta que, a pesar de la expresión deficiente de DFF40/CAD, las células humanas de glioblastoma pueden mostrar una morfología nuclear apoptótica (dependiente de DFF40/CAD) cuando se tratan con el estímulo adecuado. El gossypol es presentado en este trabajo como un estímulo capaz de desencadenar una correcta activación de las caspasas y de DFF40/CAD en células humanas derivadas de glioblastoma. Sin embargo, solo un número limitado de células muestran esta morfología nuclear tras el tratamiento con gossypol. En este sentido, nuestros resultados señalan un contexto intracelular desfavorable en las células de glioblastoma humano que impide la correcta función de DFF40/CAD como endonucleasa, independientemente de sus niveles. Los iones metálicos, como el hierro o el cobre, son presentados en esta tesis como posibles responsables de la refractariedad de las células de glioblastoma para mostrar una morfología nuclear apoptótica tras diferentes estímulos citotóxicos. Además, se sugiere que una modulación precisa de la autofagia puede ser determinante para permitir la morfología nuclear apoptótica en células de glioblastoma. Cabe destacar que el estudio preciso de esta morfología nuclear es de especial interés, ya que una fragmentación y un empaquetamiento adecuado del contenido genómico constituyen un proceso fundamental para evitar la propagación de genes nocivos y facilitar la eliminación de las células apoptóticas, que, por el contrario, podrían contribuir a la aparición de fenotipos agresivos. En este sentido, el conocimiento de los mecanismos intracelulares específicos que se activan cuando se enfrentan las células tumorales a tratamientos quimioterapéuticos es esencial para comprender mejor los efectos biológicos que se derivarán de este planteamiento terapéutico.
Apoptosis, a tightly regulated form of cell death, involves a caspase-triggered cascade of biochemical and morphological events. The activation of the DNA Fragmentation Factor, 40-kDa Subunit, or Caspase-activated Deoxyribonuclease (DFF40/CAD) is considered a key event allowing dying cells to show classical apoptotic nuclear changes. The apoptotic nuclear morphology is depicted by chromatin condensation into highly-packaged round masses and fragmentation of the nucleus. Glioblastoma, a particularly aggressive solid brain tumor, is characterized by extreme resistance to apoptosis. Among the possibilities that could explain glioblastoma resistance to most of the drugs used in the clinic, our group pointed out the impossibility of glioblastoma cells to undergo complete apoptotic cell death (Sanchez-Osuna et al., 2014) and reported an intrinsic DFF40/CAD endonuclease deficiency as a common trait in human glioblastoma cells (Sanchez-Osuna et al., 2016). When faced to different cytotoxic compounds, the predominant behavior of glioblastoma cells is to show a DFF40/CAD-independent nuclear morphology characterized by a unique mass of compacted chromatin in the absence of nuclear fragmentation. This Doctoral Thesis evidence that, despite the deficient expression of DFF40/CAD, human glioblastoma cells can switch its predominant nuclear aspect to a DFF40/CAD-dependent apoptotic nuclear morphology when challenged with an adequate stimulus. Gossypol is here reported as an adequate insult able to trigger a proper activation of caspases and DFF40/CAD in human glioblastoma cells. However, a limited number of cells show this nuclear morphology after gossypol treatment. In this sense, our results evidence an unfavorable intracellular context in human glioblastoma cells impeding the proper function of DFF40/CAD as an endonuclease regardless of its levels. Here, we point to intracellular metal ions, such as iron or copper, as intracellular candidates that may contribute to glioblastoma cells' refractoriness to display apoptotic nuclear morphology after different cytotoxic insults. Moreover, besides metal ions, an accurate modulation of autophagy is here suggested to be critical to allow apoptotic nuclear morphology in glioblastoma cells. The comprehension of this nuclear outcome is of particular interest since an accurate fragmentation and packaging of the genomic content constitute a fundamental process to prevent the spreading of harmful genes and to facilitate the elimination of apoptotic cells. Reduced efficiency in the removal of apoptotic cells with DNA damage may contribute to tumorigenesis. Since different effects may derive from different modes of cell death, the knowledge of the specific intracellular mechanisms that become activated when facing tumor cells to chemotherapeutic treatments is essential to understand better the biological consequences that may derive from this therapeutic approach.
Apoptosi; Apoptosis; Glioblastoma; Dff40/Cad
577 - Material bases of life. Biochemistry. Molecular biology. Biophysics
Ciències Experimentals
ADVERTIMENT. Tots els drets reservats. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
