[ca] El càncer colorectal (CCR) representa la tercera causa de mortalitat per càncer en països occidentals, essent les metàstasis la principal causa de mort. Tot i el progrés en les estratègies de prevenció que han disminuït la incidència i mortalitat del CCR, prop d'un quart dels pacients encara són diagnosticats en estadis metastàtics avançats, amb una taxa de supervivència a cinc anys de només el 15%. És per això que la inhibició del desenvolupament de metàstasis actuant sobre cèl·lules mare canceroses incrementarà significativament els beneficis de les teràpies actuals. En col·laboració amb el grup de recerca en Nanobiotecnologia de la UAB, hem desenvolupat nanopartícules proteiques autoensamblables dirigides al receptor CXCR4, la sobreexpressió del qual es correlaciona amb la disseminació tumoral, baixa supervivència, i recurrència en pacients de CCR. L'avaluació preclínica de l'eficàcia i toxicitat del nanoportador T22-GFP-H6 i els seus derivats terapèutics requereix l'ús de models in vivo de CCR disseminats. Amb aquest objectiu, hem desenvolupat models de CCR subcutanis i altament metastàtics que sobreexpressen CXCR4, derivats de la línia cel·lular de CCR SW1417 o de la mostra de pacient SP5. Per tal d'incrementar l'eficiència metastàtica dels models CXCR4+ anteriors, vam implantar ortotòpicament cèl·lules SW1417 amb expressió de luciferasa en el cec de ratolins amb immunodeficiència severa. Els ratolins NOD/SCID (deficients en cèl·lules T i B), presentaren taxes metastàtiques baixes. Per contra, la microinjecció ortotòpica en ratolins NSG (deficients en cèl·lules T, B i NK), replicà el patró de disseminació observat en pacients, provocant la mort dels ratolins i un nombre i mida més gran de metàstasis hepàtiques i pulmonars en comparació als ratolins NOD/SCID. En l'avaluació de la biodistribució de les nanopartícules, tal i com indica l'emissió de fluorescència (al voltant del 70% del total), la T22-GFP-H6 va assolir una alta acumulació selectiva en tumors del model subcutani CXCR4+, mentre que l'acumulació en òrgans no tumorals fou només transitòria. Vam demostrar que l'acumulació al tumor del nanoportador és CXCR4-dependent, perquè el pretractament amb AMD3100, un antagonista de CXCR4, va reduir l'acumulació tumoral. A més, aquesta va incrementar amb la funcionalització del nanoportador amb el pèptid fusogènic HA2, que afavoreix l'escapament endosomal. Per altra banda, vam observar que el nanoconjugat terapèutic T22-GFP-H6-Aur era capaç de mantenir la biodistribució del nanoportador, però el seu efecte antitumoral fou sorprenentment baix. El T22-GFP-H6-Aur només va inhibir metàstasis transcel·lòmiques en un model de CCR altament metastàtic i a més, va activar una resposta immunogènica letal en la seva administració repetida en ratolins poc immunodeprimits. Com a opció terapèutica alternativa, vam substituir la proteïna GFP de la nanopartícula per la toxina PE24 desimmunitzada, per tal de reduir la seva immunogenicitat afegint al mateix temps una potent activitat citotòxica intrínseca. L'administració de dosis baixes de la nanotoxina T22-PE24-H6, va prevenir el desenvolupament de metàstasis limfàtiques i hematògenes en el model de CCR altament metastàtic sense toxicitat. Vam demostrar que la nanotoxina T22-PE24-H6 indueix la mort de cèl·lules tumorals per la via no apoptòtica de la piroptosi. En resum, l'ús de la nanotoxina T22-PE24-H6 podria ser una estratègia prometedora per a l'eliminació selectiva de cèl·lules mare de CCR CXCR4+ en absència de toxicitat sistèmica, aplicable a CCR metastàtics i resistents a la quimioteràpia que s'associïn a la sobreexpressió de CXCR4 i a mecanismes antiapoptòtics.

[es] El cáncer colorrectal (CCR) representa la tercera causa de mortalidad por cáncer en países occidentales, siendo las metástasis la principal causa de muerte. Aunque el progreso en las estrategias de prevención ha reducido la incidencia y mortalidad del CCR, cerca de un cuarto de los pacientes aún son diagnosticados en estadios metastáticos avanzados, con una tasa de supervivencia a cinco años de solamente el 15%. Es por eso, que la inhibición del desarrollo de metástasis actuando sobre células madre cancerosas incrementará significativamente los beneficios de las terapias actuales. En colaboración con el grupo de investigación en Nanobiotecnología de la UAB, hemos desarrollado nanopartículas proteicas autoensamblables dirigidas al receptor CXCR4, la sobreexpresión del cual correlaciona con la diseminación tumoral, baja supervivencia, y recurrencia en pacientes de CCR. La evaluación preclínica de la eficacia y toxicidad del nanoportador T22-GFP-H6 y sus derivados terapéuticos, requiere el uso de modelos in vivo de CCR diseminados. Con este objetivo, hemos desarrollado modelos de CCR subcutáneos y altamente metastáticos que sobreexpresan CXCR4, derivados de la línea celular de CCR SW1417 o de la muestra de paciente SP5. Con el objetivo de incrementar la eficiencia metastática de los modelos CXCR4+ anteriores, implantamos ortotópicamente células SW1417 con expresión de luciferasa en el ciego de ratones con inmunodeficiencia severa. Los ratones NOD/SCID (deficientes en células T y B), presentaron tasas metastáticas bajas. Por contra, la microinyección ortotópica en ratones NSG (deficientes en células T, B y NK), replicó el patrón de diseminación observado en pacientes, provocando la muerte de los ratones y un mayor número y tamaño de metástasis hepáticas y pulmonares en comparación con los ratones NOD/SCID. En la evaluación de la biodistribución de las nanopartículas, tal y como indica la emisión de fluorescencia (alrededor del 70% del total), T22-GFP-H6 alcanzó una alta acumulación selectiva en tumores del modelo subcutáneo CXCR4+, mientras la acumulación en órganos no tumorales fue solamente transitoria. Demostramos que la acumulación en tumor del nanoportador es CXCR4-dependiente, porque el pretratamiento con AMD3100, un antagonista de CXCR4, redujo la acumulación tumoral. Además, la esta incrementó con la funcionalización del nanoportador con el péptido fusogénico HA2, que favorece el escapamiento endosomal. Por otra parte, observamos que el nanoconjugado terapéutico T22-GFP-H6-Aur mantuvo la biodistribución del nanoportador, pero su efecto antitumoral fue sorprendentemente bajo. T22-GFP-H6-Aur solamente inhibió metástasis transcelómicas en un modelo de CCR altamente metastático y además activó una respuesta inmunogénica letal en su administración repetida en ratones poco inmunodeprimidos. Como opción terapéutica alternativa, sustituimos la proteína GFP de la nanopartícula por la toxina PE24 desinmunizada, a fin de reducir su inmunogenicidad añadiendo al mismo tiempo una potent actividad citotóxica intrínseca. La administración de dosis bajas de la nanotoxina T22-PE24-H6, previno el desarrollo de metástasis linfáticas y hematógenas en el modelo de CCR altamente metastático sin toxicidad. Demostramos que la nanotoxina T22-PE24-H6 induce la muerte de las células tumorales por la vía no apoptótica de la piroptosis. En conclusión, el uso de la nanotoxina T22-PE24-H6 podría ser una estrategia prometedora para la eliminación selectiva de células madre de CCR CXCR4+ en ausencia de toxicidad sistémica, aplicable a CCR metastáticos y resistentes a la quimioterapia que se asocien a la sobreexpresión de CXCR4 y a mecanismos antiapoptóticos.