Nueva droga PROTAC degrada TERT, la enzima de la inmortalidad del cáncer

La telomerasa, compuesta por la transcriptasa inversa TERT y su molde de ARN TERC, se reactiva en el 80–90% de los cánceres humanos, permitiendo una división celular ilimitada. Más allá del mantenimiento de los telómeros, TERT también favorece la supervivencia del cáncer a través de funciones no catalíticas que incluyen la mejora de la reparación del daño al DNA, la regulación transcripcional, la supresión mitocondrial de ROS y la modulación de los umbrales apoptóticos. Los inhibidores convencionales de la telomerasa —incluido imetelstat, el primer agente aprobado por la FDA en esta clase— bloquean principalmente la función enzimática de TERT, pero pueden dejar intactas estas actividades mediadas por interacciones proteicas, lo que limita su techo terapéutico.

Para abordar esta brecha, el equipo de investigación desarrolló NU-PRO-1, una quimera dirigida a la proteólisis covalente (PROTAC) diseñada para eliminar por completo la proteína TERT en lugar de simplemente silenciar su actividad enzimática. El diseño comenzó con un acoplamiento computacional basado en estructura utilizando tanto la TERT de <em>Tribolium castaneum</em> (tcTERT) como una estructura humana de TERT obtenida por cryo-EM de alta resolución, identificando la cisteína del grip del cebador (C931 en hTERT) como el sitio de unión covalente. El equipo sintetizó una biblioteca de seis candidatos PROTAC iniciales que vinculaban su inhibidor covalente previamente desarrollado NU-1 con el ligando de la E3-ligasa VHL (S,R,S)-AHPC mediante enlazadores PEG de longitud variable, con unión en las posiciones para o meta de la cola difluorofenílica de NU-1.

El cribado en células humanas de cáncer de mama MCF7 reveló que los PROTAC de unión meta superaban a las variantes de unión para, y que la longitud del enlazador era crítica: la variante meta con PEG de dos unidades (A₂m) logró una degradación del 69% de TERT a tan solo 0,3 μM. Guiado por datos actualizados de acoplamiento con hTERT que mostraban un enlace de hidrógeno clave entre el grupo para-fluoro y R631, el equipo sintetizó entonces NU-PRO-1, que restableció el para-flúor manteniendo la unión del enlazador en posición meta. NU-PRO-1 demostró una potencia de degradación superior a A₂m, logrando una reducción eficaz de TERT a 0,1–0,4 μM en 8 horas. Un experimento de curva temporal completa mostró que la degradación comenzaba a las 2 horas, alcanzaba su nivel mínimo cerca de las 10 horas y que los niveles de TERT se recuperaban hacia la línea base a las 24 horas, lo que indica una cinética de degradación transitoria coherente con el comportamiento de un PROTAC covalente.

Los estudios del mecanismo de acción confirmaron que NU-PRO-1 actúa específicamente a través de la vía ubiquitina-proteasoma: el pretratamiento con el inhibidor del proteasoma MG132, el inhibidor de la Cullin-RING ligasa MLN4924, o los ligandos VHL competitivos (AHPC-HCl o VH-298) bloquearon por completo la degradación de TERT. De manera crítica, un PROTAC de control no covalente (A₂m-nc, al que se le había eliminado el metileno reactivo de la cabeza de guerra) mostró una actividad marcadamente reducida, validando la importancia del acoplamiento covalente con TERT para lograr una degradación eficiente de este objetivo de baja abundancia.

Para explorar las consecuencias funcionales, las células fueron irradiadas con 6 Gy y evaluadas 24 horas después en busca de marcadores persistentes de roturas de doble cadena en el DNA (focos de 53BP1 y γH2AX). A la dosis de degradación de TERT (0,3 μM), NU-PRO-1 retrasó la reparación del DNA de manera más eficaz que NU-1 solo. A una dosis más alta y no degradante (1,0 μM) —que inhibe la actividad catalítica pero no la abundancia de la proteína— NU-PRO-1 se comportó de manera similar a NU-1, lo que sugiere que la radiosensibilización mejorada es atribuible específicamente a la pérdida de la proteína TERT y no únicamente a la inhibición catalítica. Estos hallazgos sostienen que las funciones no catalíticas de TERT contribuyen de manera significativa a la respuesta al daño del DNA en las células cancerosas.