Análisis Proteómico Cuantitativo Basado en Etiquetas Isobáricas (iTRAQ) del Inhibidor de Apoptosis Ligado al X y H2AX en la Apoptosis Inducida por Etopósido en Carcinoma de Células Renales
El carcinoma de células renales (CCR) es uno de los tumores urológicos malignos más comunes, representando aproximadamente el 2% de los casos de cáncer a nivel mundial. La tasa de supervivencia a 5 años en pacientes con CCR metastásico es menor al 10%, debido principalmente a la resistencia de este tumor a la quimioterapia y radioterapia. El CCR exhibe un umbral apoptótico elevado, influenciado por factores como la sobreexpresión del inhibidor de apoptosis ligado al X (XIAP). XIAP es una proteína antiapoptótica crítica que inhibe caspasas, evitando la muerte celular. En el CCR, la expresión de XIAP es significativamente mayor que en tejido renal normal autólogo, y su sobreexpresión predice un pronóstico desfavorable. Este estudio investigó el mecanismo regulador de XIAP en la apoptosis inducida por etopósido en células de CCR, centrándose en su interacción con la variante histónica H2AX.
Introducción
La resistencia del CCR a la quimioterapia se asocia con un umbral apoptótico elevado, relacionado con la sobreexpresión de XIAP, miembro de la familia de inhibidores de apoptosis (IAP). XIAP contiene dominios BIR y un dominio RING con actividad E3 ubiquitina ligasa, promoviendo la degradación de proteínas diana. Estudios previos indican que células de CCR con alta expresión de XIAP son resistentes a estímulos apoptóticos. Recientemente, se ha descubierto que XIAP participa en vías de señalización como la vía TAB1-TAK1-JNK1 y se transloca al núcleo durante la apoptosis inducida por fármacos, aunque su función nuclear sigue siendo poco clara. Dado que el CCR es resistente a la apoptosis por radiación (que induce daño en el ADN), este estudio exploró el papel de XIAP nuclear en la respuesta a daño genómico.
La variante histónica H2AX es crucial en la respuesta al daño del ADN. Tras lesiones, H2AX se fosforila en Ser139 (formando γ-H2AX), reclutando proteínas de reparación. La fosforilación en tirosina 142 de H2AX favorece la apoptosis al impedir la reparación y promover la unión de factores proapoptóticos como JNK1. Aunque XIAP y H2AX están implicados en apoptosis, su interacción no había sido explorada.
Métodos
Se utilizaron líneas celulares Caki-1 con expresión alta o baja de XIAP, generadas mediante interferencia de ARN (ARNi). Los proteomas se compararon mediante proteómica cuantitativa basada en iTRAQ. Las proteínas se marcaron con etiquetas isobáricas y se analizaron mediante cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS/MS). Las interacciones proteína-proteína se confirmaron mediante inmunofluorescencia y Western blot.
Resultados
La knockdown de XIAP aumentó 4,2 veces la tasa de apoptosis tras 24 horas de tratamiento con etopósido. El análisis iTRAQ identificó 1783 proteínas diferencialmente expresadas, con 255, 375, 362 y 5 proteínas alteradas significativamente a las 0, 0,5, 3 y 12 horas postratamiento, respectivamente. Estas proteínas participaron en procesos como reparación de ADN. Destacó la regulación negativa de H2AX en células Caki-1 originales, pero no en células con knockdown de XIAP. La inmunofluorescencia mostró que XIAP y H2AX no colocalizan, sugiriendo una regulación indirecta.
Discusión
XIAP regula la apoptosis en CCR mediante múltiples vías, incluyendo mecanismos de reparación de ADN vía H2AX. La downregulación de H2AX en células con XIAP intacto sugiere que XIAP modula su expresión indirectamente, posiblemente a través de vías como MAPK. Estos hallazgos explican parcialmente la resistencia apoptótica del CCR y resaltan a XIAP como diana terapéutica.
Conclusiones
XIAP media la apoptosis en CCR regulando mecanismos de daño y reparación del ADN, particularmente mediante H2AX. La inhibición de XIAP sensibiliza las células al etopósido, revelando su papel clave en la resistencia quimioterapéutica. Este estudio abre nuevas perspectivas para entender la resistencia a radiación y las funciones nucleares de XIAP en CCR.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000553