Nuevos péptidos macrocíclicos eliminan selectivamente células de cáncer de pulmón resistentes a la quimioterapia

El cáncer de pulmón de células pequeñas (CPCP) se caracteriza por la pérdida de función casi universal de los genes RB1 y TP53, lo que elimina el punto de control del ciclo celular G1-S y genera una actividad anormalmente elevada del factor de transcripción E2F. Si bien E2F impulsa la proliferación celular en niveles normales, su hiperactivación desencadena paradójicamente la apoptosis —una vulnerabilidad terapéutica que ha sido difícil de explotar farmacológicamente—. Este estudio, publicado en Nature, describe el desarrollo de péptidos macrocíclicos oralmente biodisponibles de primera clase que bloquean las interacciones mediadas por el motivo RxL entre las ciclinas A y B y sus sustratos, proporcionando un mecanismo novedoso para destruir selectivamente células cancerosas con hiperactividad de E2F.

El equipo de investigación utilizó modelos estructurales basados en estructuras cristalinas de ciclina A (PDB: 1URC y 1JSU) para diseñar péptidos macrocíclicos dirigidos al parche hidrofóbico conservado en las ciclinas A y B que une motivos RxL lineales cortos en las proteínas sustrato. Mediante química médica iterativa, el equipo desarrolló el compuesto líder cyclin A/Bi, un macrociclo permeable a las células y de absorción pasiva. Los ensayos bioquímicos confirmaron una inhibición en el rango nanomolar tanto de las interacciones RxL de ciclina A–E2F1 como de ciclina B–MYT1, y el perfil de selectividad confirmó una inhibición mínima fuera del blanco de la ciclina D o de la quinasa CDK.

En cribados de viabilidad realizados en más de 50 líneas celulares de cáncer, cyclin A/Bi eliminó selectivamente líneas de CPCP y otras líneas cancerosas con alta actividad transcripcional de E2F, mostrando al mismo tiempo una toxicidad considerablemente menor en líneas con RB1 intacto o baja actividad de E2F, y un efecto mínimo en células epiteliales pulmonares normales. Los cribados genéticos con CRISPR a escala genómica identificaron que la apoptosis inducida por cyclin A/Bi requería la presencia de ciclina B y CDK2 —pero no de CDK1—, así como componentes intactos del punto de control del ensamblaje del huso mitótico (SAC, por sus siglas en inglés), incluidos BUB1B y MAD2L1. La pérdida de estos genes del SAC rescató marcadamente a las células de la muerte inducida por cyclin A/Bi, lo que apunta a la activación del SAC como el mecanismo de destrucción crítico.

Desde el punto de vista mecanístico, se encontró que cyclin A/Bi actúa a través de dos efectos complementarios de ganancia de función. En primer lugar, al bloquear la fosforilación dependiente del motivo RxL de la ciclina A y la supresión de E2F1, el compuesto hiperactivó la expresión de genes diana de E2F —incluyendo la regulación al alza de la propia ciclina B—. En segundo lugar, al bloquear la interacción RxL de la ciclina B con su regulador negativo MYT1 (que normalmente mantiene inactivo el complejo ciclina B–CDK1 en el punto de control G2-M), la ciclina B libre se acumuló y, de forma llamativa, formó complejos neomórficos de ciclina B–CDK2 que normalmente no se observan en niveles fisiológicos. Se demostró bioquímicamente y mediante proteómica que estos complejos ectópicos de ciclina B–CDK2 impulsan una activación aberrante del SAC, una desregulación de la entrada en mitosis y, en última instancia, la muerte celular apoptótica. Es importante destacar que la formación de este complejo neomórfico fue específica de células con niveles preexistentes elevados de ciclina B, impulsados por la alta actividad de E2F, lo que explica la selectividad tumoral.

In vivo, cyclin A/Bi administrado por vía oral demostró una inhibición significativa del crecimiento tumoral en múltiples modelos de xenoinjerto derivado de paciente (PDX) de CPCP resistente a quimioterapia, con regímenes de dosificación bien tolerados. Estos modelos PDX incluyeron tumores resistentes a los regímenes estándar de etopósido/platino, lo que representa el escenario clínico del CPCP en recaída, donde actualmente no existe ninguna terapia dirigida eficaz. Los hallazgos establecen una prueba de concepto para la inhibición de RxL como estrategia oncológica viable e identifican una interacción de letalidad sintética entre la pérdida del punto de control G1-S y la inhibición de RxL de ciclina A/B en múltiples tipos de cáncer más allá del CPCP, incluidas otras neoplasias malignas con deleción de RB1 o pérdida de CDKN2A.