El cisplatino, cis-diaminodichloroplatinum (II), es un compuesto de platino con fórmula [PtCl2(NH3)2]. Estructuralmente es un complejo plano-
cuadrado neutro de platino (Fig. 10) utilizado para el tratamiento de numerosos tipos de cáncer. La quimioterapia basada en platino es curativa en la mayoría de los pacientes con cáncer en estado avanzado de testículo (Einhorn, 2002) y activa frente a cáncer de ovario, vejiga, cuello uterino, cabeza y cuello y cáncer de pulmón (Pérez, 1998; Lokich y Anderson, 1998).
Figura 10. Molécula de cisplatino.
Fue sintetizado por primera vez en 1845 por Michel Peyron, por lo que durante cierto tiempo se llamó “sal de Peyron”. Su estructura fue descrita en 1893 por Alfred Werner.
En 1965, un artículo publicado en la revista Nature titulado "La inhibición de la división celular en Escherichia coli por los productos de la electrólisis de un electrodo de platino”, llevó a la conclusión de que el cisplatino inhibe la división celular en bacterias. Cuando se trataba con este compuesto, la bacteria E. coli alcanzaba hasta 300 veces su tamaño, pero era incapaz de dividirse. Posteriormente se demostró la eficacia del compuesto contra sarcomas artificialmente implantados en ratas, revelando que el cisplatino era uno de los compuestos más efectivos a la hora de tratar el cáncer en humanos y llegando así a formar parte de uno de los tratamientos con mejores resultados y más usados en quimioterapia.
El cisplatino se inyecta por vía intravenosa y una vez en el suero sanguíneo se cree que entra en las células, dada su carga total neutra, por difusión pasiva a través de la membrana celular, ya que su captación es lineal, no saturable y no se observa competencia con análogos de platino (Sherman et al., 1985; Eastman, 1990; Kerr et al., 1994; Sedletska y Giraud-Panis, 2005).
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Una vez en el interior de la célula, uno de los átomos de cloro del cisplatino se reemplaza por una molécula de agua, formando el catión [Pt(H2O)(NH3)2Cl]+;
que al estar cargado positivamente no puede salir de la célula. Este catión puede reaccionar con las macromoléculas intracelulares originando aductos con proteínas, ARN y ADN (Kartalou y Essigmann, 2001). Se cree que el ADN es la diana principal del cisplatino, de modo que, el átomo de platino forma enlaces covalentes con la posición N7 de las bases de purina para formar entrecruzamientos 1,2 ó 1,3 intra-hebra y en menor porcentaje, entrecruzamientos entre hebras (Sedletska y Giraud-Panis, 2005; Jamieson y Lippard, 1999; Eastman, 1987). Estas uniones hacen que la cadena de ADN se distorsione y este cambio es reconocido por el sistema de reparación de errores de emparejamiento (MMR). Las proteínas del sistema MMR reconocen los aductos de cisplatino en la cadena molde, y tratan de reparar el "daño" en la cadena de nueva síntesis. Puesto que no hay una base correcta que se pueda incorporar (complementaria al aducto de cisplatino) se inicia un ciclo inútil de reparación. Esta reparación recurrente mal dirigida puede causar la acumulación de cadenas rotas que pueden generar una detención del ciclo celular y/o una señal de apoptosis (Kartalou y Essigmann, 2001; Sedletska et al., 2007; Yamada et al., 1997; Fourrier et al., 2003; Papouli et al., 2004).
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Lamentablemente, con frecuencia tiene lugar resistencia celular al cisplatino, ya sea en el inicio del tratamiento o por recaída, lo que limita seriamente su potencial terapéutico (Pérez, 1998; Niedner et al, 2001). Los estudios in vitro han puesto de manifiesto numerosos mecanismos de resistencia, incluyendo la desintoxicación por el glutatión o metalotioneínas, defectos en el gen p53 o incrementos en la reparación del ADN, una mayor tolerancia al cisplatino, aberraciones en las vías de la modulación de la muerte celular programada y señales anti-apoptóticas (Pérez, 1998; Niedner et al.,
2001; Kelland, 2007). Por lo tanto, la acumulación de muy distintos cambios genéticos puede contribuir al fenotipo de resistencia a cisplatino. Desafortunadamente, los mecanismos de resistencia identificados hasta el momento no explican satisfactoriamente la falta de respuesta de tumores específicos a la quimioterapia basada en cisplatino (Schenk et al., 2003).
La levadura S. cerevisiae se ha utilizado como sistema modelo para identificar los genes eucariotas relacionados con la sensibilidad o la resistencia a cisplatino (Burger et al., 2000; Huang et al., 2005). Los mecanismos moleculares que causan estos fenotipos y las interconexiones entre las diferentes respuestas provocadas en los mutantes son conocidas sólo para un número limitado de genes, mientras que la mayoría sigue siendo objeto de estudio.
En la búsqueda de genes funcionales cuya eliminación confiere resistencia celular a cisplatino se encontró una resistencia de 4 veces relacionada con la interrupción del gen SKY1 (Schenk et al., 2001). Debido a que la sobre-expresión constitutiva de SKY1 a partir de un vector de alto número de copias intracelulares origina células de levadura mucho más sensibles a cisplatino en comparación con una cepa control, puede considerarse SKY1 un gen de sensibilidad a cisplatino (Schenk et al., 2002). Después del tratamiento con cisplatino los niveles de ARNm de SKY1 no varían, lo que sugiere que su expresión/actividad debe estar regulada a otro nivel, ya sea por autofosforilación o por otras modificaciones post- traduccionales dependientes de otros factores (Schenk et al., 2001). No se observó ni una menor acumulación intracelular de cisplatino ni menor platinación del ADN en células Δsky1, por lo que la resistencia a cisplatino del nulo no puede atribuirse probablemente a alteraciones importantes en los componentes específicos de la pared celular, a cambios en la permeabilidad de la membrana plasmática, a una importación nuclear defectuosa o a la reducción en la formación de aductos intracatenarios con el ADN (Pratt et al.,
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1994; Johnson et al., 1998; Schenk et al., 2002). Además, las células Δsky1 presentan un fenotipo hiper-mutador, lo que sugiere que Sky1p podría desempeñar un papel importante en la regulación de determinadas vías de reparación del ADN (Schenk et al., 2002).
La proteína SRPK1, homóloga en humanos de Sky1p, se encuentra predominantemente en el testículo, donde fosforila la protamina 1, así como otras proteínas SR citoplásmicas (Papoutsopoulou et al., 1999). Las protaminas son pequeñas proteínas muy básicas que sustituyen a las histonas durante la espermatogénesis, lo que tiene como resultado una extrema condensación de la cromatina (Oliva y Dixon, 1991). En S. cerevisiae Sky1p es un regulador clave de transporte hacia el interior de las poliaminas, (Erez y Kahana, 2001) y se ha sugerido que SRPK1 podría tener un papel en la espermatogénesis mediante la regulación directa o indirecta de las concentraciones intracelulares de poliaminas (Schenk et al., 2004). La inactivación de SRPK1 usando oligo- desoxinucleótidos antisentido dirigidos contra el sitio de iniciación de la traducción de su ARNm induce resistencia a cisplatino en una línea celular cancerígena de ovario humano y la expresión heteróloga de SRPK1 es capaz de complementar el fenotipo resistente a cisplatino de una cepa de levadura
Δsky1 (Schenk et al., 2001).
Basándose en los datos de citotoxicidad y en la constatación de que las células Δsky1 muestran un fenotipo hiper-mutador, algunos autores proponen que Sky1p podría desempeñar un papel importante en la reparación de apareamientos erróneos (MMR), la reparación por escisión de base (NER) y/o vías Rev3p-dependientes; los genes REVS de levaduras codifican la subunidad catalítica de la ADN polimerasa zeta (ζ pol), una polimerasa de la familia B que lleva a cabo la síntesis de ADN en células mutadas (Sakamoto et al., 2007). La interrupción de SKY1 por lo tanto, daría lugar a la desregulación de los mecanismos de reparación y/o tolerancia a cisplatino y, en consecuencia, conducir a la alteración de la sensibilidad al fármaco.
Una de las funciones de Sky1p en la respuesta a fármacos antiproliferativos podría ser la de disminuir el procesamiento del ARN, debido a su efecto sobre la translocación del ARN desde el citoplasma al núcleo (Siebel
et al., 1999), lo que puede conducir a la inhibición del crecimiento o incluso la muerte celular (Schenk et al., 2001).
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