Resumen de la tesis que presenta Claudia Alcira Espinoza González como requisito parcial para la obtención
del grado de Doctora en Ciencias en Nanociencias
Efectos del derivado de adenosina IFC-305 en la progresión y metástasis del cáncer de mama triple negativo
Resumen aprobado por:
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Dra. Patricia Juárez Camacho
Directora de tesis
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Resumen en español
El cáncer de mama triple negativo (CMTN) es una forma agresiva de cáncer sin receptores hormonales, lo que limita las opciones de tratamiento. Por eso, la búsqueda de nuevas terapias es fundamental. En este contexto, el compuesto IFC-305, un derivado de adenosina ha mostrado un potencial prometedor. Esta tesis se enfoca en evaluar el efecto del IFC-305 en la viabilidad y migración de las células de CMTN, su impacto en una vía de señalización clave para la metástasis, y su eficacia en el tratamiento de metástasis óseas. Se realizaron experimentos in vitro para analizar la toxicidad de IFC-305 en células sanas y cancerosas. A diferencia de las células sanas, que no mostraron cambios significativos en su viabilidad, las células de CMTN experimentaron una reducción notable. A concentraciones de 10 y 20 mM, el compuesto disminuyó significativamente la viabilidad de las células cancerosas después de 24, 48 y 72 horas de tratamiento. Además, se evaluó el efecto del compuesto en la capacidad de las células de CMTN para migrar. A concentraciones de 5, 10 y 20 mM, el IFC-305 redujo la migración celular. Este hallazgo es importante, ya que la migración es un paso crucial en la diseminación metastásica del cáncer. Para entender el mecanismo de acción de IFC-305, se estudió su impacto en la vía de señalización de TGF-β, que juega un papel clave en la progresión tumoral y la metástasis. Los resultados mostraron que el IFC-305, a altas concentraciones, inhibe la activación de esta vía al reducir la fosforilación de las proteínas SMAD2/3, que son mediadoras de la señalización del TGF-β. Se sabe que la vía de TGF-β también regula la expresión del gen PMEPA1, que se ha relacionado con la progresión del tumor y la metástasis ósea. El tratamiento con IFC-305 disminuyó los niveles de mRNA de este gen, lo que apoya la idea de que el compuesto interrumpe la señalización del TGF-β. Finalmente, se evaluó el efecto terapéutico del IFC-305 en un modelo de ratón con metástasis ósea. Se indujo la metástasis en los ratones y luego se les administró IFC-305 siguiendo tres esquemas de dosificación. Todos los esquemas mostraron una reducción significativa del área de las lesiones osteolíticas. El tratamiento más efectivo fue la administración de 100 mg/kg en días alternos, que logró una reducción del 68.9 % en el tamaño de las lesiones. Curiosamente, la dosificación de 50 mg/kg en días alternos fue más eficaz que la dosificación diaria de la misma cantidad, lo que sugiere que la frecuencia de la dosis es un factor importante en la efectividad del compuesto. En conclusión, este estudio demuestra que el IFC-305 inhibe la viabilidad y migración de células de CMTN, interrumpe la vía de señalización de TGF-β y reduce eficazmente las lesiones óseas en un modelo animal. Estos hallazgos validan el potencial del IFC-305 como un agente terapéutico prometedor para el tratamiento de la metástasis ósea en el cáncer de mama triple negativo.
El cáncer de mama triple negativo (CMTN) es una forma agresiva de cáncer sin receptores hormonales, lo que limita las opciones de tratamiento. Por eso, la búsqueda de nuevas terapias es fundamental. En este contexto, el compuesto IFC-305, un derivado de adenosina ha mostrado un potencial prometedor. Esta tesis se enfoca en evaluar el efecto del IFC-305 en la viabilidad y migración de las células de CMTN, su impacto en una vía de señalización clave para la metástasis, y su eficacia en el tratamiento de metástasis óseas. Se realizaron experimentos in vitro para analizar la toxicidad de IFC-305 en células sanas y cancerosas. A diferencia de las células sanas, que no mostraron cambios significativos en su viabilidad, las células de CMTN experimentaron una reducción notable. A concentraciones de 10 y 20 mM, el compuesto disminuyó significativamente la viabilidad de las células cancerosas después de 24, 48 y 72 horas de tratamiento. Además, se evaluó el efecto del compuesto en la capacidad de las células de CMTN para migrar. A concentraciones de 5, 10 y 20 mM, el IFC-305 redujo la migración celular. Este hallazgo es importante, ya que la migración es un paso crucial en la diseminación metastásica del cáncer. Para entender el mecanismo de acción de IFC-305, se estudió su impacto en la vía de señalización de TGF-β, que juega un papel clave en la progresión tumoral y la metástasis. Los resultados mostraron que el IFC-305, a altas concentraciones, inhibe la activación de esta vía al reducir la fosforilación de las proteínas SMAD2/3, que son mediadoras de la señalización del TGF-β. Se sabe que la vía de TGF-β también regula la expresión del gen PMEPA1, que se ha relacionado con la progresión del tumor y la metástasis ósea. El tratamiento con IFC-305 disminuyó los niveles de mRNA de este gen, lo que apoya la idea de que el compuesto interrumpe la señalización del TGF-β. Finalmente, se evaluó el efecto terapéutico del IFC-305 en un modelo de ratón con metástasis ósea. Se indujo la metástasis en los ratones y luego se les administró IFC-305 siguiendo tres esquemas de dosificación. Todos los esquemas mostraron una reducción significativa del área de las lesiones osteolíticas. El tratamiento más efectivo fue la administración de 100 mg/kg en días alternos, que logró una reducción del 68.9 % en el tamaño de las lesiones. Curiosamente, la dosificación de 50 mg/kg en días alternos fue más eficaz que la dosificación diaria de la misma cantidad, lo que sugiere que la frecuencia de la dosis es un factor importante en la efectividad del compuesto. En conclusión, este estudio demuestra que el IFC-305 inhibe la viabilidad y migración de células de CMTN, interrumpe la vía de señalización de TGF-β y reduce eficazmente las lesiones óseas en un modelo animal. Estos hallazgos validan el potencial del IFC-305 como un agente terapéutico prometedor para el tratamiento de la metástasis ósea en el cáncer de mama triple negativo.
Palabras clave: Derivado de adenosina, IFC-305, Cáncer de mama, TGF-ß, Metástasis ósea.
Resumen en inglés
Triple-negative breast cancer (TNBC) is one of the most aggressive subtypes of breast cancer, distinguished by its high metastatic potential and the absence of hormone receptors, which severely limits available therapeutic options. Consequently, the search for novel compounds with therapeutic potential is of critical importance. IFC-305, an adenosine derivative, has demonstrated promising anti-tumor activity in preclinical models of hepatocellular carcinoma. In this study, both in vitro and in vivo models were employed to evaluate the effect of IFC-305 on the viability of healthy and cancer cells, its impact on cell migration, its modulation of the TGF-β signaling pathway—a key driver of metastatic progression—and its potential therapeutic efficacy in the treatment of breast cancer bone metastasis. The effect of IFC-305 on cell viability was tested in vitro. In healthy cells, no significant reduction in cell viability was observed even at the highest concentrations (10 and 20 mM) after 24 h. In contrast, TNBC cells exhibited a marked decrease in viability at these concentrations across all time points tested (24, 48, and 72 h). Additionally, wound healing assays revealed that IFC-305 significantly inhibited cancer cell migration, particularly at concentrations of 5, 10, and 20 mM after 24 h, suggesting an anti-migratory effect relevant to metastatic dissemination. At the molecular level, Western blot analysis was conducted to assess the phosphorylation of SMAD2/3, key cytoplasmic mediators of the canonical TGF-β signaling pathway. In the absence of TGF-β1, SMAD2/3 phosphorylation remained at basal levels; however, upon TGF-β stimulation, a robust increase in phosphorylation was observed. Treatment with IFC-305 at higher concentrations (10 and 20 mM) significantly attenuated SMAD2/3 phosphorylation, indicating that IFC-305 may inhibit the activation of the TGF-β/SMAD signaling axis in TNBC cells. TGF-β signaling has been shown to contribute to the maintenance of cancer stem cells (CSCs) in breast cancer, in part by upregulating the expression of PMEPA1, a TGF-β-responsive gene involved in modulating this pathway. In the present study, IFC-305 treatment resulted in decreased mRNA levels of Pmepa1, supporting its role in downregulating this signaling cascade associated with tumor progression and bone metastasis. In vivo, a mouse model of bone metastasis was established via intracardiac inoculation of 4T1 cells. Mice were treated with IFC-305 at different dosing schedules: 50 mg/kg daily, 50 mg/kg every 2 days, and 100 mg/kg every 2 days. All treatment groups showed a significant reduction in osteolytic lesion area compared to controls. Notably, the most substantial reduction (68.9%) was observed in the group receiving 100 mg/kg every 2 days. Interestingly, the 50 mg/kg every 2 days regimen proved more effective than daily administration, suggesting that dosing frequency modulates the therapeutic activity of IFC-305. Collectively, these findings highlight the therapeutic potential of IFC-305 in mitigating bone metastases in TNBC and underscore the relevance of targeting the TGF-β signaling pathway in this context.
Triple-negative breast cancer (TNBC) is one of the most aggressive subtypes of breast cancer, distinguished by its high metastatic potential and the absence of hormone receptors, which severely limits available therapeutic options. Consequently, the search for novel compounds with therapeutic potential is of critical importance. IFC-305, an adenosine derivative, has demonstrated promising anti-tumor activity in preclinical models of hepatocellular carcinoma. In this study, both in vitro and in vivo models were employed to evaluate the effect of IFC-305 on the viability of healthy and cancer cells, its impact on cell migration, its modulation of the TGF-β signaling pathway—a key driver of metastatic progression—and its potential therapeutic efficacy in the treatment of breast cancer bone metastasis. The effect of IFC-305 on cell viability was tested in vitro. In healthy cells, no significant reduction in cell viability was observed even at the highest concentrations (10 and 20 mM) after 24 h. In contrast, TNBC cells exhibited a marked decrease in viability at these concentrations across all time points tested (24, 48, and 72 h). Additionally, wound healing assays revealed that IFC-305 significantly inhibited cancer cell migration, particularly at concentrations of 5, 10, and 20 mM after 24 h, suggesting an anti-migratory effect relevant to metastatic dissemination. At the molecular level, Western blot analysis was conducted to assess the phosphorylation of SMAD2/3, key cytoplasmic mediators of the canonical TGF-β signaling pathway. In the absence of TGF-β1, SMAD2/3 phosphorylation remained at basal levels; however, upon TGF-β stimulation, a robust increase in phosphorylation was observed. Treatment with IFC-305 at higher concentrations (10 and 20 mM) significantly attenuated SMAD2/3 phosphorylation, indicating that IFC-305 may inhibit the activation of the TGF-β/SMAD signaling axis in TNBC cells. TGF-β signaling has been shown to contribute to the maintenance of cancer stem cells (CSCs) in breast cancer, in part by upregulating the expression of PMEPA1, a TGF-β-responsive gene involved in modulating this pathway. In the present study, IFC-305 treatment resulted in decreased mRNA levels of Pmepa1, supporting its role in downregulating this signaling cascade associated with tumor progression and bone metastasis. In vivo, a mouse model of bone metastasis was established via intracardiac inoculation of 4T1 cells. Mice were treated with IFC-305 at different dosing schedules: 50 mg/kg daily, 50 mg/kg every 2 days, and 100 mg/kg every 2 days. All treatment groups showed a significant reduction in osteolytic lesion area compared to controls. Notably, the most substantial reduction (68.9%) was observed in the group receiving 100 mg/kg every 2 days. Interestingly, the 50 mg/kg every 2 days regimen proved more effective than daily administration, suggesting that dosing frequency modulates the therapeutic activity of IFC-305. Collectively, these findings highlight the therapeutic potential of IFC-305 in mitigating bone metastases in TNBC and underscore the relevance of targeting the TGF-β signaling pathway in this context.
Palabras clave: Adenosine derivative, IFC-305, Breast cancer, TGF-ß, Bone metastases.