Role of oxidative stress in melanoma and steatohepaititis

Resumen

Durante el desarrollo de esta Tesis, utilizamos modelos de pez cebra para estudiar el impacto de la Dual Oxidasa 1 (Duox1) y la Xantina deshidrogenasa (Xdh), dos de las principales enzimas que contribuyen al estrés oxidativo, durante la progresión del melanoma y la esteatohepatitis. En el primer capítulo, describimos un papel dual de DUOX1 en el melanoma. Descubrimos que los niveles de transcripción de DUOX1 altos, pero no bajos, en el melanoma temprano se asocian con una supervivencia deficiente del paciente, mientras que no se observaron diferencias estadísticamente significativas en la supervivencia del paciente con melanoma en estadíos tardíos. Además, se observaron vías de señalización alteradas involucradas en el sistema inmunitario, la activación del complemento y el rechazo de aloinjertos en melanomas que expresan niveles bajos de DUOX1, lo que sugiere la importancia del equilibrio del estrés oxidativo en la progresión del melanoma. Aunque no encontramos ningún efecto significativo de esta enzima en la transformación de los melanocitos y la progresión temprana del melanoma, los experimentos de alotrasplante en receptores de pez cebra inmunocomprometidos revelaron que las células de melanoma deficientes en Duox1 mostraron un crecimiento reducido, pero paradójicamente, generaron más metástasis que el control. La relevancia de DUOX1 en melanoma y en enfermedades inflamatorias crónicas de la piel apuntan a DUOX1 como diana farmacológica. Así, generamos una línea celular de melanoma que sobreexpresa tanto DUOX1 como su factor de maduración DUOXA1, para realizar un cribado farmacológico para encontrar activadores o inhibidores específicos de esta enzima. Entre 256 medicamentos aprobados por la FDA/EMA, identificamos varios candidatos prometedores que requerían validación. En el segundo capítulo estudiamos el papel que juega Xdh en el desarrollo de la esteatohepatitis. Observamos acumulación de lípidos y aumento de la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) en el hígado de larvas alimentadas con una dieta alta en colesterol (HCD), además de características histológicas hepáticas relacionadas con la enfermedad del hígado graso no alcohólico/esteatohepatitis no alcohólica (NAFLD/NASH) en humanos, como la acumulación de lípidos en gotas y la dilatación de los hepatocitos. El análisis proteómico de hígados de larvas alimentadas con HCD mostró una regulación a la baja de varias enzimas que participan en las rutas de biosíntesis de colesterol y lípidos. Es importante destacar que la deficiencia de Xdh mejoró la progresión de la enfermedad al disminuir todas estas alteraciones patológicas asociadas con la progresión de NASH. Una de las observaciones más interesantes de nuestro estudio es que la deficiencia de Xdh pudo mejorar la progresión de NASH en larvas alimentadas con HCD y promover la regulación a la baja de las vías metabólicas de los lípidos, incluida la degradación de ácidos grasos, el metabolismo del retinol y el metabolismo de los glicerolípidos, y la regulación positiva de la fosforilación oxidativa. En general, todos estos resultados respaldan que Xdh está involucrado en la progresión de la enfermedad de NAFLD, lo que explica la asociación encontrada entre XDH y NAFLD en varios estudios clínicos, y señala la relevancia del modelo de larva de pez cebra alimentado con HCD para identificar nuevas vías de señalización asociadas con NAFLD/NASH en humanos.