Evaluación de la actividad antitumoral de células madre mesenquimales que sobreexpresan TRAIL e IFNβ en un modelo murino de linfoma. - González Villarreal, Carlos Alberto (2018)
Introducción. El cáncer es la principal causa de muerte en países desarrollados y la segunda en países en vías de desarrollo. El linfoma es un tipo de cáncer que se origina de células linfáticas. Se caracteriza por el crecimiento de los nódulos linfáticos. Se conocen dos tipos de linfoma: el linfoma de Hodgkin (LH) y el linfoma no-Hodgkin (LNH). Todos los linfomas tienden a formar tumores sólidos. El LNH fue el motivo del presente estudio. La cirugía y la quimioterapia constituyen la primera opción para el tratamiento de la LNH. Sin embargo, en la gran mayoría de los casos, ni la quimioterapia ni la radioterapia, solas o combinadas, eliminan el cáncer del organismo y tienen graves efectos iatrogénicos. Es por ello que se requieren urgentemente nuevas estrategias para atacar a los tumores en una forma más eficaz y segura. La terapia celular, basada en el uso de células madre mesenquimales (CMM) es una estrategia promisoria en el tratamiento del cáncer, porque poseen diversas características apropiadas para este propósito. Dos de las más notables son: 1) que las CMM migran hacia los tejidos lesionados o hacia los tumores y los colonizan (homing) y 2) que las CMM pueden modificarse genéticamente. Por ello, se emplean las CMM transfectadas o transducidas para que expresen genes exógenos dentro de los tumores y atacarlos in situ. Los genes empleados en este trabajo fueron el ligando relacionado con TNF inductor de apoptosis (TRAIL), completo (TRAILc) y soluble (TRAILs) y el interferón β ;IFNβͿ. TRAIL tiene un efecto selectivo hacia las células malignas e IFNβ presenta efectos inmunomoduladores, antiproliferativos y proapoptóticos. TRAILc es insoluble y se localiza en la membrana plasmática y TRAILs es exportado por las células. Ambos tienen características deseables. Objetivo general. Evaluar la actividad antitumoral de CMM murinas de médula ósea modificadas genéticamente para sobreexpresar TRAILc, TRAILs e IFNβ, en un modelo de linfoma sólido murino L5178Y. Material y métodos: Se obtuvieron y caracterizaron CMM de médula ósea de ratones BALB/c (CMM-MO). Estas células se modificaron genéticamente por transfección plasmídica con transgenes de TRAILs o IFNβ, o mediante transducción lentiviral con transgenes de TRAILs, TRAILc o IFNβ. Se confirmó expresión de los productos proteicos de los transgenes por las CMM-MO transducidas, mediante Western Blot. Se inocularon, en el gastrocnemio derecho, nueve grupos de ocho ratones hembras con células de linfoma de la línea L5178Y y se siguió su evolución, midiendo el diámetro de los tumores. Cuando el diámetro de los tumores alcanzó, en promedio 1-2 mm3 , se implantaron intratumoralmente 1×106 CMM-MO transducidas con TRAILc, TRAILs o IFNβ, o sus combinaciones. Se evaluó la eficacia terapéutica de los implantes, determinando la sobrevida de los ratones tratados con las CMM-MO transducidas, comparándola con la sobrevida de los ratones no tratados. Resultados. El grupo tratado con la combinación de CMM-MO transducidas con IFNβ Ǉ ĐoŶ CMM-MO transducidas con TRAILs produjo 62.5% de sobrevida con completa eliminación de los tumores; mientras que los ratones tratados únicamente con CMM-MO transducidas con IFNβ o ĐoŶ TRAILs produjeroŶ uŶa soďrevida aproximadamente 50% menor; lo cual sugiere un efecto terapéutico aditivo de ambos transgenes. Conclusión. El tratamiento combinado de TRAILs e IFNβ es notablemente más eficaz que el resto de los tratamientos probados. Perspectiva. La combinación de CMMMO transducidas con TRAILs y CMM-MO transducida con IFNβ es muy prometedora para el tratamiento de linfomas humanos. ABSTRACT Introduction. Cancer is the first cause of death in developed- and the second in developing- countries. Lymphoma is a type of cancer, which inception comes from lymphatic cells. It is characterized by the growth of lymphatic nodes. There are two known types of lymphomas: Hodgkin (HL) and non-Hodgkin (NHL). All lymphomas show a tendency of forming solid tumors. This study was focused in NHL. Surgery and chemotherapy are the first option in NHL treatment. However, the vast majority of cases, chemotherapy or surgery, alone or combined, does not fully deplete cancer cells from their invaded organism and exert serious iatrogenic effects. Therefore, it is urgent to develop new strategies to attack tumors in a more efficacious and safe manner. Mesenchymal stem cell (MSC)-based therapy is, indeed, a promising strategy for cancer treatment, due to their diverse MSC's desirable characteristics for this purpose. Two of the most noticeable MSCs´ properties are: 1) that MSCs can migrate from any place within the organism to the wounded tissue or tumor and engraft them. This MSCs´ property is called homing. 2) MSC can be genetically engineered. Due to these two characteristics, MSCs are intensively employed as carriers to deliver their gene products into tumors and attack them locally. The genes employed in this study were the TNF-apoptosis related ligand apoptosis inductor (TRAIL), complete (TRAILc) and soluble (TRAILs), and interferon-β ;IFNβͿ. TRAIL exerts a selective effect upon malignant cells and IFNβ drives immunomodulatory, antiproliferative and proapoptotic effects. TRAILc is insoluble and it is located in the cell plasma membrane and TRAILs is exported by cells. Both TRAILc and TRAILs have desirable characteristics. General objective. To evaluate the antitumor activity of murine MSC from bone marrow (BM) genetically engineered to over-express TRAILc, TRAILs or IFNβ, in a solid murine lymphoma L5178Y. Material and methods. Bone marrow mesenchymal stem cells, from BALB/c mice, were obtained and characterized. These cells were genetically modified with TRAILs or IFNβ transgenes by plasmid transfection or by lentiviral transduction of TRAILs, TRAILc or IFNβ. The expression of transgene protein products by the transduced CMM-MO was confirmed by Western Blot. Nine groups of eight female mice were inoculated in the right gastrocnemius, with L5178Y lymphoma cells and the evolution was followed by measuring the tumor diameter. When tumors reached 1-2 mm3 , in average, 1×106 CMM-MO transduced with TRAILc, TRAILs or IFNβ, o their combinations were implanted inside tumors. The tumoricidal effect of implanted CMM-MO was evaluated by determining the survival of each group of mice, compared with survival of non-treated bearing tumor mice. Results. The group treated with a combination of CMM-MO transduced with IFNβ and with CMM-MO transduced con TRAILs resulted in 62.5% survival and a complete elimination of tumors. On the other hand, those mice treated only with CMM-MO transduced with IFNβ or with TRAILs resulting, each, in about 50% lower than the combined treatment, suggesting an additive therapeutic effect of both transgenes. Conclusion. The combined treatment with CMM-MO transduced withy TRAILs and CMM-MO transduced with IFNβ was the most efficacious to treat murine lynphoma. Perspectives. The treatment of solid lymphoma with a combination of CMM-MO transduced with TRAILs and CMM-MO transduced with IFNβ is very promising to treat human lymphomas.