New signaling pathways implicated in resistance to targeted therapy in tumors with alterations of the MAPK pathway

Resumen

Las mutaciones en la proteína quinasa oncogénica BRAF están directamente relacionadas con la aparición y progresión de varios tipos de tumores, incluyendo más del 50% de los casos de melanoma y aproximadamente el 8% de todos los cánceres en el mundo. En la actualidad, los inhibidores de BRAF/MEK (BRAF/MEKi) son considerados la terapia estándar para los melanomas que presentan mutaciones en BRAF, y han modificado drásticamente el panorama del tratamiento de los tumores avanzados con esta característica genética. Sin embargo, su efectividad es limitada y la resistencia a estos fármacos constituye un obstáculo significativo para el éxito del tratamiento. La proteína transmembrana conexina43 (Cx43) facilita el intercambio de pequeñas moléculas, como iones, metabolitos y ARN pequeños, a través de diferentes mecanismos celulares como uniones comunicantes (GJs), hemicanales o vesículas extracelulares (EVs), afectando aspectos clave como el crecimiento, metabolismo y diferenciación celular. Además, se ha identificado a la Cx43 en las membranas asociadas a las mitocondrias (MAMs) y se ha sugerido como un potencial supresor tumoral en el melanoma primario. Sin embargo, su papel molecular exacto en la progresión de la enfermedad aún es motivo de controversia. En este proyecto, nuestro objetivo es dilucidar el papel de la Cx43 en el contexto de cánceres con mutación en BRAF y en la resistencia a la terapia asociada a dichas mutaciones. Nuestros hallazgos indican que la Cx43 mejora la eficacia de los inhibidores de BRAF/MEK en varios modelos de tumores BRAF-mutados, tanto in vitro como in vivo. Este efecto se logra atrayendo complejos de reparación del ADN hacia la membrana nuclear a través de la interacción con diversas proteínas, como lamin-A/C y diferentes proteínas de reparación del ADN. Esta compartimentación nuclear restringe las vías de reparación del ADN, lo que conduce a daños persistentes en el genoma y contribuye a la inestabilidad genómica y a la letalidad sintética. Nuestros resultados sugieren que la Cx43 podría ser usada como una estrategia terapéutica prometedora para mejorar la eficacia y superar la resistencia a los fármacos en tumores con mutaciones en BRAF. En base a nuestros resultados, hemos desarrollado una combinación innovadora de fármacos utilizando EVs como vehículos de administración para entregar la Cx43 completa (ARNm y proteína) junto con los BRAF/MEKi. Descubrimos que la Cx43 no solo aumenta la capacidad de internalización de las EVs en las células receptoras, sino que también modifica su contenido, lo que afecta tanto a las células tumorales sensibles como a las resistentes, especialmente cuando se combinan con los BRAF/MEKi. Además, hemos observado que la Cx43 impacta en el metabolismo celular de las células de melanoma BRAF mutado, aumentando el estrés del retículo endoplásmico (RE), lo que podría estar provocando un aumento en el contenido mitocondrial y la capacidad respiratoria de las 19 células. En conjunto, nuestro estudio destaca nuevas funciones de la Cx43, demostrando su contribución a la respuesta de reparación del ADN, la eficacia de BRAF/MEKi y la regulación del estrés del RE en tumores con mutaciones en BRAF. Estos hallazgos resaltan el potencial de la Cx43 como un agente antitumoral y potenciador de la eficacia terapéutica, así como un objetivo para combatir la resistencia a los fármacos en tumores con mutaciones en BRAF.