Un estudio interdisciplinario de científicos y científicas del CONICET, publicado a principios de este año en Drug Resistance Updates, identificó a la solanocapsina como un potente compuesto letal sintético contra células deficientes en BRCA2 y demostró que la enzima Desoxicitidina Quinasa (dCK) es el blanco molecular responsable de este fenotipo. El trabajo establece una alternativa prometedora para el tratamiento de tumores resistentes a los inhibidores de PARP, drogas que usualmente se receta a pacientes oncológicos con mutaciones en los genes BRCA.

El gen BRCA2 tiene un rol importante en la prevención de tumores en los mamíferos. Cuando una célula tiene una mutación en estos genes, pierde la función de suprimir la generación de tumores, lo que favorece el desarrollo de cáncer de mama, ovario y de otros tipos. Actualmente, existe una innovadora estrategia terapéutica contra las células tumorales, denominada Letalidad Sintética (LS): si se sabe que una célula tiene dos vías para realizar una misma función vital y que una de ellas está mutada, se bloquea la vía alternativa que le queda para sobrevivir, para matarla de forma selectiva.

En el caso de las células deficientes para BRCA2, el tratamiento más utilizado se basa en la LS y se conoce como inhibidores de PARP. Aunque esta terapia tiene mucho éxito en la clínica, existen personas que desarrollan resistencia a los inhibidores de PARP, por lo que es de suma importancia desarrollar opciones alternativas para tratar a estos pacientes. Este es precisamente el problema que buscó abordar el proyecto de investigación llevado adelante por Laura Guantay, becaria doctoral del CONICET en el Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI, CONICET-UNC), y Cintia Garro, bajo la coordinación de Gastón Soria, ambos de OncoPrecision (Nueva York, Estados Unidos), .

“Una aguja en un pajar”: probar cientos de compuestos naturales para detectar bioactividad

La odisea para encontrar nuevas estrategias terapéuticas frente a este tipo de tumores comenzó en 2015.  “La gente del Laboratorio de Letalidad Sintética en Cáncer puso a punto una plataforma que permite probar drogas en células mutadas para BRCA2, junto con las células normales, a gran escala, rápido y usando poca cantidad de muestra. Cuando llegó el momento de seleccionar la colección de drogas a testear, surgió la colaboración con el grupo de Productos Naturales del Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal (IMBIV, CONICET-UNC)”, relata Guantay. “Más del 50% de los fármacos que tenemos vienen de productos naturales o de sus derivados. Los compuestos naturales tienen la ventaja de que han evolucionado para cumplir una función biológica. Por lo tanto, suelen tener estructuras moleculares más complejas que los compuestos sintéticos, lo que aumenta las posibilidades de interacciones biológicas entre el compuesto y el cuerpo. En eso se basa la estrategia de buscar compuestos naturales como inhibidores de las proteínas de las células tumorales”, profundiza la investigadora  del CONICET en el IMBIV Manuela García.

En ese primer análisis masivo, Guantay y Garro examinaron cientos de extractos y derivados provenientes de plantas de América del Sur. Así determinaron que uno de los mejores candidatos era la solanocapsina. Este compuesto es un alcaloide esteroidal que se aísla a partir de los frutos y las hojas de Solanum pseudocapsicum, especie que crece en toda Argentina y es muy popular en las sierras de Córdoba. “Se le llama comúnmente ‘revienta caballos’ y el nombre viene justamente de su toxicidad. Estaba en nuestra biblioteca de compuestos porque ya habíamos probado su efectividad como antibacteriano y como inhibidor de la enzima relacionada al Alzheimer”, comenta García.

Las científicas comprobaron que la solanocapsina era muy reactiva en el contexto de células deficientes para BRCA2, generando su muerte selectiva sin afectar tanto a las normales. Además, su mecanismo de acción es distinto del que caracteriza a los inhibidores de PARP, lo que representa una ventaja a la hora de buscar alternativas terapéuticas. Incluso, observaron que la solanocapsina causaba mucho menos daño al ADN. Todas estas características lo hacían un candidato perfecto, por lo que generaron un derivado llamado NorAdS, modificado para potenciar aún más la letalidad sintética, y lo probaron en distintas líneas celulares. Como explica Guantay: “si bien la enfermedad se llama ‘cáncer de mama’, cada paciente es un cáncer distinto. Entonces, si se prueba un tratamiento en diferentes contextos genéticos y tiene el mismo resultado en todos, es un buen indicador del efecto potencial en distintos pacientes”.

Generar un “molde” para el diseño de fármacos oncológicos

Una vez evidenciada la importante actividad biológica de esta droga, el siguiente paso fue identificar su blanco biológico o, dicho de otro modo, esa segunda vía molecular de las células tumorales que se ve afectada por NorAdS. Para responder este interrogante, el equipo acudió a un análisis proteómico realizado por una compañía alemana.

El resultado indicó que la enzima Desoxicitidina Quinasa (dCK) es la vía alternativa de sobrevida a BRCA2 y, por lo tanto, si se logra bloquear ambas vías, la célula tumoral muere. “Conseguimos un inhibidor para dCK mediante una colaboración con un grupo de la Universidad de California que lo sintetiza, porque en Argentina no estaba disponible. Cuando lo probamos, vimos que efectivamente morían selectivamente las células BRCA2 defectuosas, mientras que las normales sobrevivían, lo que permitió confirmar a dCK como el blanco molecular de NorAdS”, comenta Guantay.

Finalmente, la experimentación in vivo con ratones permitió validar que los tumores doble deficientes (para BRCA2 y dCK) son significativamente menores en tamaño que los deficientes sólo para dCK. “Si bien hay un salto importante entre un modelo animal y el testeo en humanos, -aclara la investigadora- este experimento es crucial porque implica un mayor número de variables y una mayor complejidad biológica que la demostración in vitro”.

Los resultados de esta investigación establecen a dCK como un prometedor blanco molecular para tumores deficientes en BRCA2 y sientan las bases para el desarrollo de futuras alternativas terapéuticas a los inhibidores de PARP. Con respecto al futuro de este descubrimiento, García asegura: “Cuando uno encuentra un blanco biológico, ya cuenta con un molde para diseñar un fármaco que interaccione específicamente con las posiciones clave de la proteína, que sea más selectivo, menos tóxico, que dure más tiempo en interacción. No hay límite para lo que se puede hacer”.

La ciencia como proyecto colectivo para la solución de problemas reales

El camino para llegar a resultados de esta relevancia y solidez no fue lineal ni sencillo. “El primer screening se hizo en 2015 y dio varios candidatos. Este proyecto nos llevó tanto tiempo (más de seis años), porque tuvimos que pasar todas las validaciones para cada una de las alternativas hasta que encontramos la ideal”, destaca Guantay.

“Mucho trabajo, mucha gente involucrada, muy interdisciplinario. Eso es lo más valioso de proyectos de esta envergadura. No sólo el resultado, sino el aprendizaje mutuo y el proceso”, añade García. Sin embargo, el esfuerzo tuvo sus frutos. “Estuvimos en un congreso internacional de cáncer de mama y la respuesta a nuestro trabajo fue muy positiva. Se entusiasmaron al ver que estos resultados surgieron de un producto natural y que implican una alternativa a los PARPi”, expresa Guantay con orgullo.

Ambas destacan la importancia que tuvo para esta investigación el subsidio “Trust in Science” y el apoyo de la empresa GlaxoSmithKline, cuya colaboración fue articulada por el CONICET. “La clave fue contar con un cofinanciamiento nacional-internacional, ya que un proyecto de esta envergadura hubiese sido imposible sólo con financiamiento local. Todos los ensayos realizados son muy costosos y dificultosos, pero son fundamentales para demostrar la validez de los resultados”, concluye García.

Referencia bibliográfica:

Guantay, L., Garro, C., Siri, S., Pansa, M.F., Ghidelli-Disse, S., Paviolo, N., Racca, A.,  Nicotra, V., Radu, C., Bocco, J.L., Felice, R., Jansson, K.H., Remlinger,K., Amador, A., Stronach, E., Coleman, K., Muelbaier, M., Drewes, G., Gloger, I., Madauss, K., García, M., Gottifredi, V., Soria, G. (2023). Deoxycytidine kinase (dCK) inhibition is synthetic lethal with BRCA2 deficiency. Drug Resistance Updates, 67: 100932. ISSN 1368-7646. https://doi.org/10.1016/j.drup.2023.100932