La combinazione di idrossiclorochina e 2

Jul 19, 2023

Cell Death Discovery volume 8, numero articolo: 286 (2022) Citare questo articolo

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Il 2-desossiglucosio (2-DG) può essere utilizzato nella ricerca antitumorale inibendo la glicolisi e promuovendo la via dello stress del reticolo endoplasmatico (ERS), ma la sua applicazione clinica è limitata a causa degli effetti collaterali dose-limitanti e della possibilità di sopravvivenza delle cellule tumorali mediante autofagia protettiva . Pertanto, la nostra ricerca ha esplorato se la combinazione di idrossiclorochina (HCQ), un farmaco inibitore dell’autofagia approvato dalla FDA, e 2-DG sia una strategia terapeutica promettente. Qui, riportiamo che l'HCQ combinato con 2-DG può inibire ulteriormente la vitalità e la migrazione e indurre l'apoptosi delle cellule tumorali al seno rispetto ad altri singoli farmaci. La combinazione di 2-DG e HCQ può ridurre significativamente le dimensioni del tumore trapiantato e le metastasi delle cellule tumorali del polmone e del fegato in vivo. A livello cellulare, l'HCQ ha soppresso la formazione di autolisosomi e ha interrotto il processo di autofagia indotto dall'ERS mediata da 2-DG, con conseguente accumulo continuo di proteine ​​mal ripiegate nel reticolo endoplasmatico, che ha generato ERS sostenuto attraverso PERK-eIF2α-ATF-4- asse CHOP e ha innescato la trasformazione da un processo di sopravvivenza alla morte cellulare. La nostra ricerca ha rafforzato l’interesse della ricerca sugli interferenti metabolici nel cancro al seno triplo negativo e ha sottolineato il potenziale della combinazione di 2-DG e HCQ come trattamento antitumorale.

Il cancro al seno è uno dei tumori più comunemente diagnosticati nelle donne [1]. Nonostante l’applicazione clinica di nuove tecniche come la diagnosi precoce, l’imaging e la terapia mirata, un gran numero di donne muore ogni anno a causa della progressione del cancro al seno [2]. Anche i tumori al seno canini (CMT) sono uno dei tipi di tumore ad alta incidenza nei cani non castrati [3]. Le CMT sono uno dei migliori modelli animali per lo studio dei tumori umani perché condividono caratteristiche fisiologiche, genetiche ed epidemiologiche simili [4]. Tuttavia, i farmaci chemioterapici attualmente utilizzati sono limitati a causa dei loro forti effetti collaterali citotossici e della resistenza ai farmaci [5, 6]. Pertanto, sono urgentemente necessarie nuove strategie terapeutiche sicure ed efficaci.

Le cellule tumorali hanno maggiori probabilità di ottenere energia dal glucosio mediante glicolisi rispetto alle cellule normali, che producono ATP attraverso la fosforilazione ossidativa [7]. Pertanto, la soppressione della glicolisi è considerata una potenziale strategia terapeutica efficace per i tumori al seno [8].

Il 2-desossiglucosio (2-DG) è un analogo del glucosio e può legarsi ai trasportatori del glucosio, che sono proteine ​​chiave per l'assorbimento del glucosio, per inibire in modo competitivo l'assorbimento del glucosio e inibire ulteriormente la glicolisi [9, 10]. Inoltre, il 2-DG-GDP è un prodotto a valle del metabolismo 2-DG, che può interferire con la glicosilazione legata all'N a causa della sua somiglianza strutturale con il mannosio-GDP [11]. Pertanto, il 2-DG può anche indurre il continuo accumulo di proteine ​​non ripiegate/non ripiegate nel reticolo endoplasmatico (ER), che potrebbe causare stress del reticolo endoplasmatico (ERS) e successiva morte [12, 13]. D'altra parte, l'ERS attiva l'autofagia protettiva e media l'eliminazione di proteine ​​e organelli difettosi, il che potrebbe essere il motivo per cui la monoterapia con 2-DG ha prodotto pochi risultati positivi [14, 15].

L’idrossiclorochina (HCQ) è ampiamente utilizzata nel trattamento di malattie cliniche, comprese la reumatologia e le malattie infettive [16, 17]. Inoltre, recenti prove di ricerca mostrano il ruolo positivo dell’HCQ nella ricerca oncologica perché può inibire l’autofagia deacidificando i lisosomi [18, 19].

In questo studio, mostriamo che il trattamento combinato di HCQ e 2-DG ha un effetto sinergico sull'inibizione della vitalità delle cellule 4T1 (origine murina) e delle cellule CMT-7364 (origine canina) sotto il meccanismo di inibizione dell'autofagia e ERS sostenuto.

Come riportato in precedenza, l’HCQ e il 2-DG sono citotossici per una varietà di cellule tumorali [12, 19]. Per esplorare in modo più completo la modalità di azione dei farmaci in diverse specie di tumori al seno, abbiamo scelto le cellule CMT-7364 e 4T1, che sono tutti modelli solitamente applicati di tumori al seno umani. Le cellule trattate con concentrazioni crescenti di HCQ o 2-DG hanno mostrato una diminuzione della vitalità dose-dipendente (Fig. 1A, B). I valori IC50 delle cellule CMT-7364 e 4T1 trattate con HCQ erano entrambi> 50 μM. Sulla base di questi risultati e dei rapporti precedenti, abbiamo scelto HCQ 10 μM per ulteriori studi. In contrasto con il solo 2-DG, 10 μM di HCQ combinato con diverse concentrazioni di 2-DG ha aumentato la citotossicità (Fig. 1B). L'IC50 di 2-DG nelle cellule CMT-7364 e 4T1 era approssimativamente uguale a 0,9853 e 0,7360 mM, rispettivamente. Sulla base di questi risultati, per ulteriori esperimenti è stato utilizzato 1 mM 2-DG.