Identificación de dianas terapéuticas en fibrosis hepática y cáncer

Abstract

La esteatohepatitis no alcohólica (EHNA) se está convirtiendo en la principal causa de enfermedad hepática crónica y como consecuencia se prevé que la prevalencia del carcinoma hepatocelular (CHC) será elevada en los próximos años. Por ello, es necesario la identificación y validación de nuevas dianas terapéuticas así como de marcadores tempranos que permitan detectar y tratar estas enfermedades.

En esta tesis doctoral, se ha descrito la capacidad de AXL, un receptor de GAS6 perteneciente a la familia TAM, para inducir la activación de las CEH. Además, la inhibición farmacológica de este receptor, mediante BGB324, que in vitro bloquea la activación de las CEH inducida por AXL, reduce la fibrosis y la inflamación en modelos dietéticos de EHNA. En estos animales tratados con BGB324 se observa un menor número de células α–sma positivas y una reducción de la infiltración de células inflamatorias. Se ha evidenciado también la importancia de MERTK, otro receptor de la familia TAM, en la resolución de lesiones hepáticas así como el papel protector de GAS6 soluble en el hígado. Respecto a pacientes con EHNA, se ha determinado un aumento progresivo de AXL soluble en suero durante el desarrollo de la patología, mientras que los niveles de GAS6 y MERTK sólo se encuentran significativamente elevados en pacientes cirróticos.

Por otro lado, el manejo del CHC está evolucionando y la aparición de nuevos tratamientos representa un reto para la comunidad médica. El sorafenib, tratamiento sistémico recomendado para el CHC avanzado, es un inhibidor multiquinasa que mejora la supervivencia de los pacientes reduciendo la proliferación de las células tumorales y la angiogénesis tumoral. Hemos descrito una disfuncionalidad mitocondrial inducida por el sorafenib, caracterizada por una rápida despolarización de la membrana mitocondrial, la disminución de la actividad del complejo I así como un aumento en la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS). Además, hemos descrito que el sorafenib altera la expresión génica de proteínas de la familia Bcl-2 observando un aumento de estas proteínas, pro y antiapoptóticas, en líneas celulares resistentes. Por ello la inhibición de BCL-xL/BCL-2 mediante el mimético BH3, ABT-263, incrementa la eficacia antitumoral del sorafenib in vitro e in vivo induciendo una muerte mitocondrial dependiente de caspasa. Asimismo, en tumores xenógrafos de células derivadas de paciente, BCLC9, se ha observado, tras el tratamiento con sorafenib, un aumento del ratio BCL-2/MCL-1 que correlaciona con un menor crecimiento de estos tumores. Este ratio puede representar un valor predictivo de la respuesta a sorafenib en pacientes con CHC, que en podría ayudar a elegir el tratamiento más efectivos.

En conclusión, esta tesis presenta a AXL como marcador en suero y como una diana terapéutica para el tratamiento de la inflamación y fibrosis hepática en EHNA. Por otro lado, este trabajo evidencia la participación de la mitocondria en el tratamiento del CHC con sorafenib, señalando el metabolismo de los esfingolípidos y las proteínas de la familia Bcl-2 como nuevas dianas para terapias combinatorias, así como posibles marcadores de resistencia y eficacia terapéutica.

NASH (nonalcoholic fatty liver disease) is becoming the most common cause of chronic liver disease and, as a consequence, the prevalence of HCC (hepatocellular carcinoma) will increase in the next years. Therefore, new targets to improve treatment strategies and early diagnose are needed.

Here, we describe the role of AXL signalling in activation of HSC (hepatic stellate cells) and in fibrosis development. In vivo administration of BGB324, selective inhibitor of the AXL receptor, decrease HSC activation and collagen deposition as well as inflammatory infiltration and cytokine expression in murine models of NASH. Moreover, we observe an important function of MERTK in resolution of liver damage and the hepatoprotective role of Gas6. Relating NASH patient, we show higher levels of soluble AXL increase during human NASH development, while GAS6 and MERTK serum levels only increase in cirrhotic patients.

In the other hand, we show that sorafenib, systemic treatment for advanced HCC, cause an important mitochondrial dysfunction inducing mitochondrial membrane potential reduction, ROS production and complex I activity decrease in HCC cell lines. Furthermore, sorafenib treatment alters mRNA expression of Bcl-2 proteins and sorafenib-resistant hepatoma cells exhibited higher expression of proapoptotic and antiapoptotic proteins. In line with these results, BCL-xL/BCL-2 inhibition by BH3 mimetics ABT-263 enhances sorafenib efficiency inducing caspase-dependent mitochondrial cell death in sensible and resistant cells as well as in xenograft tumour models. In addition, better tumour response to sorafenib was associated to higher changes in the BCL-2 mRNA pattern in mice xenografts from patient-derived BCLC9 cells. Thus, changes in the BCL-2 profile could help to follow-up sorafenib efficacy, allowing patient selection for combined therapy with BH3-mimetics or other approved treatments.

In conclusion, we suggest AXL as serum marker of NASH progression for non-invasive diagnosis and a good target to decrease inflammation and fibrogenesis in NASH. Besides, we describe the mitochondrial effects of sorafenib treatment in HCC which can be potentiated by esphingolipids metabolism alteration or antiapoptotic Bcl-2 proteins inhibition.