Estudio sobre la implicación de la glucólisis en la regulación de la inhibición de la proliferación de células de leucemia mieloide crónica por la ceramida
La leucemia mielógena crónica (LMC) es una leucemia proliferativa clonal de las células de la médula ósea, que representa alrededor del 15% de los casos de leucemia en adultos. Su tasa de incidencia anual es de 2/100000, alta en personas de 50~55 años. La leucemia mieloide crónica es un tumor asociado a la formación de la proteína de fusión BCR-ABL1 a través de la translocación del cromosoma Filadelfia. En la actualidad, los fármacos dirigidos a los inhibidores de la tirosina quinasa (TKI) se utilizan principalmente para el tratamiento, lo que puede mejorar significativamente el pronóstico de los pacientes con LMC. Sin embargo, sigue existiendo un problema de recurrencia de la resistencia a los TKI causada por la inestabilidad del gen de la tirosina quinasa del oncogén BCR-ABL1. La medicina tradicional china tiene efectos terapéuticos en la LMC, como potenciar la eficacia de la quimioterapia y mejorar la función inmunitaria del organismo. Descubrir compuestos líderes contra la LMC en la medicina tradicional china y analizar sus mecanismos de acción puede aportar nuevas ideas y bases experimentales para el tratamiento de la LMC.

La rocaglamida (RocA), derivada de las ramas y hojas de la planta de medicina tradicional china Spartina alterniflora, es un producto natural que contiene un esqueleto de ciclopentano benzofurano. Tiene funciones como la prevención y el tratamiento de enfermedades respiratorias como la tos y el asma, enfermedades inflamatorias de la piel, efectos antiinflamatorios, reducción del daño por medicamentos, neuroprotección y efectos antitumorales. Estudios anteriores han descubierto que la ceramida inhibe el crecimiento y la proliferación de células tumorales a concentraciones nanomolares. Su mecanismo antitumoral implica principalmente la inhibición de los factores de iniciación de la traducción eIF4E y eIF4A de las células tumorales, el bloqueo del ciclo celular mediante la activación de la vía del punto de control ATM/ATR-Chk1/CHK2, y la activación de las células tumorales sin afectar a las vías MAPK p38 y JNK de las células normales. Estudios recientes han descubierto que la sulfonamida puede mejorar la eficacia de la quimioterapia y aumentar la sensibilidad de las células leucémicas. Múltiples estudios han demostrado que la sulfonamida tiene un gran potencial como compuesto candidato de molécula pequeña para el desarrollo de fármacos antitumorales.

Algunas células tumorales experimentan cambios metabólicos para satisfacer sus necesidades energéticas y biosintéticas de supervivencia y rápida proliferación, y el aumento de los niveles de glucólisis aeróbica (es decir, el efecto Wolberg) es uno de los marcadores metabólicos de las células tumorales. La glucólisis aeróbica se ha convertido en un objetivo importante para la intervención selectiva en la leucemia. No está claro si la sulfonamida inhibe la proliferación de la LMC mediante la regulación de la glucólisis de la LMC. Este trabajo utiliza la línea celular K562 de LMC como modelo celular para investigar los efectos de la ceramida en la proliferación celular y la glucólisis de la LMC, y explorar el papel regulador de la glucólisis aeróbica en la inhibición de la proliferación celular de la LMC por la ceramida.
La melitamida es una sustancia activa extraída de la orquídea del arroz que tiene efectos antitumorales. Este artículo explora si la sulfonamida inhibe la proliferación de las células K562 a través de la glucólisis aeróbica. Los resultados del ensayo MTT mostraron que la melitamida inhibía significativamente el crecimiento y la proliferación de las células K562 en función del tiempo y la concentración, y que su IC50 para inhibir la proliferación de las células K562 alcanzaba el nivel nanomolar. El uso de la tecnología de citometría de flujo ha demostrado que el azepam inhibe la proliferación e induce la apoptosis de las células K562, bloqueando la fase G2/M del ciclo celular.
Las células tumorales siguen presentando altos niveles de captación de glucosa, glucólisis y niveles de lactato en condiciones aeróbicas, lo que se conoce como efecto Warburg. El factor de transcripción c-Myc está ampliamente implicado en la regulación de funciones celulares como la proliferación celular, la supervivencia celular, la remodelación tisular y la angiogénesis, y también inicia la reprogramación metabólica de las células tumorales. c-Myc regula al alza los transportadores de glucosa y casi todas las enzimas glucolíticas, promoviendo así el metabolismo de la glucosa en las células tumorales. La glucosa marcada con 13C demostró que c-Myc promovía el consumo de glucosa en el linfoma de Burkitt y en el cáncer de hígado impulsado por c-Myc. Las investigaciones han descubierto que c-Myc promueve la secreción de lactato, que no sólo es una sustancia metabólica implicada en la glucólisis, sino que también participa en la promoción de la angiogénesis, el escape inmunitario, la migración celular, la demanda metabólica y otros efectos carcinogénicos. Mediante el tratamiento de las células K562 con inanición de glucosa descubrimos que la eliminación de la glucosa reducía el nivel de producción de lactato y el nivel de expresión proteica de c-Myc, y no favorecía la proliferación de las células K562. Esto confirma que el crecimiento y la proliferación de las células K562 dependen del suministro de glucosa, lo que refleja la correlación entre los niveles de c-Myc y los niveles de glucosa en las células K562. En condiciones de inanición, se observó que la tasa de inhibición relativa de la formamida en las células K562 tras la eliminación de la glucosa era inferior a la del grupo al que se había añadido glucosa. Por lo tanto, se especula que la inhibición del crecimiento de las células K562 por parte de la formamida depende parcialmente de la glucosa, lo que significa que la formamida no puede seguir induciendo la inhibición del crecimiento en las células K562 sin el suministro de glucosa. La melitamida también redujo significativamente el consumo de glucosa y los niveles de producción de lactato en el sobrenadante de las células K562, lo que indica que la melitamida inhibió la glucólisis aeróbica en las células K562.
La hexoquinasa 2 (HK2) es una enzima específica clave en la glucólisis de las células tumorales, que puede unirse a la membrana mitocondrial externa para mantener la glucólisis aeróbica de alta velocidad de las células tumorales y proporcionar energía para la rápida proliferación de las células tumorales. Los investigadores confirmaron que la HK2 desempeña un papel importante en la aparición y el desarrollo del cáncer de mama, el cáncer de pulmón y otros tumores mediante el uso de modelos de ratón; la hexoquinasa 1 (HK1) se expresa ampliamente en los tejidos adultos y se considera un subtipo doméstico de la hexoquinasa; la fosfofructoquinasa P (PFKP) desempeña un papel crucial en el inicio y la metástasis del cáncer. Algunos estudios han demostrado que la PFKP tiene el potencial de ser un marcador diagnóstico o una diana farmacológica para el cáncer de mama y el cáncer de pulmón; la piruvato quinasa 2 (PKM2) se expresa en todas las células con altas tasas de síntesis de ácido nucleico, como las células proliferantes normales, las células embrionarias y, especialmente, las células tumorales; la lactato deshidrogenasa A (LDHA) cataliza la transformación mutua del piruvato y el ácido L-láctico. El nivel de LDHA de muchas células tumorales humanas es superior al de las células normales. La inhibición de la LDHA puede reducir la proliferación de células tumorales como el cáncer de cabeza y cuello, el cáncer de páncreas, el cáncer de cuello de útero y el cáncer de próstata. Analizamos los efectos de la ceramida en los niveles de expresión proteica de HK2, HK1, PFKP, PKM2, LDHA y el factor de transcripción oncogénico c-Myc en células K562 y descubrimos que la ceramida apenas regulaba los niveles de expresión proteica de HK1, PFKP, PKM2 y LDHA, pero reducía significativamente los niveles de expresión proteica de c-Myc y HK2. Especulamos que la melinamida ejerce su actividad anti-células K562 mediante la regulación a la baja de c-Myc y HK2 y la inhibición de las vías de la glucólisis aeróbica. La relación reguladora entre c-Myc y HK2 requiere una mayor exploración.