Càncer. Estudi de la inhibició dels CDK1/2 com a possible tractament pel càncer
Autor: Joan Pratdesaba Escrig
Centre: ESCORIAL
Document:
L’objectiu d’aquest treball és comprovar que la inhibició de CDK1/2 podria ser eficaç per combatre el càncer, i veure i entendre com afecten a les cèl·lules tumorals, així observar quines conseqüències tenen en el cicle cel·lular. També es vol comparar l’acció dels inhibidors de CDK1/2, amb l’acció d’un fàrmac utilitzat per combatre el càncer, el cisplatí. D’aquesta manera es vol veure quin mecanisme d’acció té cada fàrmac, i com actuen per tal d’evitar la divisió cel·lular. A més a més aquest treball, també té per objectiu determinar, de manera qualitativa, com són d’agressius els inhibidors de CKD1/2 respecte al cisplatí, i també, quina és la capacitat de rebrot d’un tumor tractat amb inhibidors de CDK1/2.
Per complir els objectius d’aquest treball, s’ha realitzat un experiment de laboratori amb cèl·lules in vitro. S’han fet 18 cultius cel·lulars, amb cèl·lules canceroses de càncer de mama de ratolí, que s’han separat en 6 grups diferents per tal de ser tractades amb cada un dels fàrmacs i condicions pertinents.
Després s’ha fet una citometria de flux amb tots els grups de mostres, en la que s’ha pogut decretar en quina fase del cicle cel·lular es trobaven les cèl·lules de cada grup. S’han satisfet els objectius d’aquest treball a partir dels resultats de la citometria de flux a més a més de les mostres vistes al microscopi.
En els cultius tractats amb inhibidors de CDK (CDKi) s’hi observa un augment del percentatge de cèl·lules en les fases G2-M respecte al grup control. A més a més també hi ha un lleuger increment del percentatge de cèl·lules en fase S. Així doncs, a l’inhibir els CDK1/2, la cèl·lula no pot passar els checkpoints de les fases S i sobretot G2 i M, i queda estancada en aquestes fases fins que entra en apoptosi. Per aquest motiu, el cultiu presenta un gran augment del percentatge de cèl·lules que es troben en les fases G2-M, i un augment més petit del percentatge de cèl·lules que es troben en fase S.
Pel que fa als cultius release de inhibidors de CDK1/2, es veu una disminució del percentatge de cèl·lules en les fases G2-M respecte la mostra CDKi, i en canvi, s’hi observa un augment en el percentatge de cèl·lules que es troben en les fases G0-G1. Pel que fa al percentatge de cèl·lules en fase S, malgrat fer una disminució respecte la mostra CDKi, aquesta és molt petita. Podem interpretar, per tant, que les cèl·lules han quedat estancades a les fases S, i majoritàriament G2 i M, però quan se les ha alliberat dels inhibidors de CDK1/2, han pogut superar el checkpoint i han prosseguit amb el cicle cel·lular.
Pel que fa als cultius tractats amb cisplatí, s’hi veu clarament com es produeix un augment del percentatge de cèl·lules que es troben en fase S respecte el grup control. El cisplatí es posa entremig del DNA i impedeix la seva replicació. Això fa que la cèl·lula quedi estancada en la fase S, i al no superar el checkpoint s’indueixi l’apoptosi. Així doncs, les dades expressades pel gràfic concorden amb el que s’esperava segons la teoria: en sotmetre cèl·lules a l’efecte del cisplatí, aquestes quedarien estancades en la fase S, i no superarien el checkpoint, fent que la cèl·lula entri en apoptosi. És per això que el cultiu presenta un gran augment del percentatge de cèl·lules en fase S respecte el grup control.
Tal com s’ha observat en aquest treball, els inhibidors de CDK1 i CDK2 són efectius per combatre el càncer, és a dir, contribueixen a la mort de les cèl·lules canceroses, i podrien esdevenir-se la base d’un nou fàrmac.
S’ha comprovat mitjançant una citometria de flux que aquests inhibidors inutilitzen els CDK1 i CDK2 (que actuen sobretot durant les fases S, G2 i M), causant que la cèl·lula no superi els checkpoints necessaris, i es quedi estancada en aquestes fases del cicle cel·lular, condemnant-la a entrar en apoptosi, i per tant, provocant la mort cel·lular.
El cisplatí i els inhibidors de CDK1/2 tenen mecanismes d’acció semblants, ja que ambdós fàrmacs tenen l’objectiu d’impedir que la cèl·lula superi els checkpoints del cicle cel·lular, estancant-la en una fase del cicle cel·lular i provocant l’apoptosi. Tanmateix, els dos fàrmacs tenen maneres diferents d’assolir aquest objectiu. S’ha observat que el cultiu tractat amb cisplatí ha resultat amb la mort de més cèl·lules que el cultiu tractat amb inhibidors de CDK1 i CDK2. És per això que malgrat que els inhibidors de CDK1 i CDK2 són efectius per combatre el càncer, ataquen a les cèl·lules canceroses amb menys agressivitat que el cisplatí.
Finalment s’ha comprovat la capacitat de rebrot d’un tumor tractat amb inhibidors de CDK1 i CDK2, realitzant una mostra release. S’ha observat que un tumor tractat amb aquest fàrmac té una gran capacitat de rebrot, i per tant, es podria fer difícil matar del tot un tumor utilitzant inhibidors de CDK1 i CDK2, però sí que podrien ser útils per la desacceleració del creixement del tumor, i fins i tot , per la reducció d’aquest.
Per altra banda, la gran capacitat de rebrot en cèl·lules canceroses, es tradueix a una recuperació ràpida en les cèl·lules normals, motiu pel qual podria ser interessant compaginar un tractament oncològic amb inhibidors de CDK1 i CDK2 com a complement.
Per complir els objectius d’aquest treball, s’ha realitzat un experiment de laboratori amb cèl·lules in vitro. S’han fet 18 cultius cel·lulars, amb cèl·lules canceroses de càncer de mama de ratolí, que s’han separat en 6 grups diferents per tal de ser tractades amb cada un dels fàrmacs i condicions pertinents.
Després s’ha fet una citometria de flux amb tots els grups de mostres, en la que s’ha pogut decretar en quina fase del cicle cel·lular es trobaven les cèl·lules de cada grup. S’han satisfet els objectius d’aquest treball a partir dels resultats de la citometria de flux a més a més de les mostres vistes al microscopi.
En els cultius tractats amb inhibidors de CDK (CDKi) s’hi observa un augment del percentatge de cèl·lules en les fases G2-M respecte al grup control. A més a més també hi ha un lleuger increment del percentatge de cèl·lules en fase S. Així doncs, a l’inhibir els CDK1/2, la cèl·lula no pot passar els checkpoints de les fases S i sobretot G2 i M, i queda estancada en aquestes fases fins que entra en apoptosi. Per aquest motiu, el cultiu presenta un gran augment del percentatge de cèl·lules que es troben en les fases G2-M, i un augment més petit del percentatge de cèl·lules que es troben en fase S.
Pel que fa als cultius release de inhibidors de CDK1/2, es veu una disminució del percentatge de cèl·lules en les fases G2-M respecte la mostra CDKi, i en canvi, s’hi observa un augment en el percentatge de cèl·lules que es troben en les fases G0-G1. Pel que fa al percentatge de cèl·lules en fase S, malgrat fer una disminució respecte la mostra CDKi, aquesta és molt petita. Podem interpretar, per tant, que les cèl·lules han quedat estancades a les fases S, i majoritàriament G2 i M, però quan se les ha alliberat dels inhibidors de CDK1/2, han pogut superar el checkpoint i han prosseguit amb el cicle cel·lular.
Pel que fa als cultius tractats amb cisplatí, s’hi veu clarament com es produeix un augment del percentatge de cèl·lules que es troben en fase S respecte el grup control. El cisplatí es posa entremig del DNA i impedeix la seva replicació. Això fa que la cèl·lula quedi estancada en la fase S, i al no superar el checkpoint s’indueixi l’apoptosi. Així doncs, les dades expressades pel gràfic concorden amb el que s’esperava segons la teoria: en sotmetre cèl·lules a l’efecte del cisplatí, aquestes quedarien estancades en la fase S, i no superarien el checkpoint, fent que la cèl·lula entri en apoptosi. És per això que el cultiu presenta un gran augment del percentatge de cèl·lules en fase S respecte el grup control.
Tal com s’ha observat en aquest treball, els inhibidors de CDK1 i CDK2 són efectius per combatre el càncer, és a dir, contribueixen a la mort de les cèl·lules canceroses, i podrien esdevenir-se la base d’un nou fàrmac.
S’ha comprovat mitjançant una citometria de flux que aquests inhibidors inutilitzen els CDK1 i CDK2 (que actuen sobretot durant les fases S, G2 i M), causant que la cèl·lula no superi els checkpoints necessaris, i es quedi estancada en aquestes fases del cicle cel·lular, condemnant-la a entrar en apoptosi, i per tant, provocant la mort cel·lular.
El cisplatí i els inhibidors de CDK1/2 tenen mecanismes d’acció semblants, ja que ambdós fàrmacs tenen l’objectiu d’impedir que la cèl·lula superi els checkpoints del cicle cel·lular, estancant-la en una fase del cicle cel·lular i provocant l’apoptosi. Tanmateix, els dos fàrmacs tenen maneres diferents d’assolir aquest objectiu. S’ha observat que el cultiu tractat amb cisplatí ha resultat amb la mort de més cèl·lules que el cultiu tractat amb inhibidors de CDK1 i CDK2. És per això que malgrat que els inhibidors de CDK1 i CDK2 són efectius per combatre el càncer, ataquen a les cèl·lules canceroses amb menys agressivitat que el cisplatí.
Finalment s’ha comprovat la capacitat de rebrot d’un tumor tractat amb inhibidors de CDK1 i CDK2, realitzant una mostra release. S’ha observat que un tumor tractat amb aquest fàrmac té una gran capacitat de rebrot, i per tant, es podria fer difícil matar del tot un tumor utilitzant inhibidors de CDK1 i CDK2, però sí que podrien ser útils per la desacceleració del creixement del tumor, i fins i tot , per la reducció d’aquest.
Per altra banda, la gran capacitat de rebrot en cèl·lules canceroses, es tradueix a una recuperació ràpida en les cèl·lules normals, motiu pel qual podria ser interessant compaginar un tractament oncològic amb inhibidors de CDK1 i CDK2 com a complement.