Las células cancerosas moribundas construyen andamios de actina en su núcleo al volverse ácidas durante la ferroptosis

La ferroptosis es una forma de muerte celular programada dependiente del hierro, impulsada por la peroxidación lipídica y la rotura de la membrana. Se ha relacionado con la biología tumoral, la enfermedad de Parkinson, la lesión por isquemia-reperfusión y los trastornos de la piel. Los investigadores intentan inducirla en tumores resistentes y bloquearla en tejidos en degeneración, pero sus mecanismos aún no están completamente descritos. Los filamentos de actina dentro del núcleo, que antes se creía que no existían, se han vinculado ahora con la reparación del DNA, la organización de la cromatina y la transcripción. Este estudio se preguntó si aparece F-actina nuclear durante la ferroptosis.

El equipo utilizó células de fibrosarcoma HT-1080, sensibles a la ferroptosis, tratadas con el inhibidor de GPX4 RSL3 (0,5-2 μM). La F-actina nuclear se detectó con faloidina, SiR-actina y anticuerpos anti-actina. Los autores también construyeron una línea estable que expresa un cromocuerpo de actina nuclear (nAC-TagGFP2) para obtener imágenes 3D y de lapso de tiempo en células vivas. La muerte celular se cuantificó mediante la proporción de núcleos positivos para SYTOX Green respecto a los positivos para Hoechst. Todos los experimentos incluyeron tres réplicas biológicas, con pruebas t o ANOVA, y los datos se muestran como media ± EEM.

Las células sin tratar mostraron una señal nuclear difusa, sin haces prominentes. Tras el tratamiento con RSL3, alrededor del 35 % de las células en DMEM con suero formaron haces de F-actina nuclear. En un análisis temporal de 25 células, los haces aparecieron aproximadamente 90 minutos después del tratamiento y persistieron otros ~90 minutos. Se desensamblaron cuando se rompieron las membranas nuclear y plasmática. Esto es mucho más prolongado que la F-actina nuclear transitoria descrita en trabajos anteriores. La reconstrucción 3D mostró filamentos finos cerca de la periferia nuclear y haces más gruesos en el nucleoplasma, principalmente cerca del lado ventral. Algunos agregados excluían la tinción con Hoechst, lo que sugiere una redistribución de la cromatina. La ferrostatina-1 y la deferoxamina redujeron marcadamente los filamentos, vinculándolos con la propia ferroptosis.

En cuanto al mecanismo, el RSL3 aumentó las señales de actina nuclear y de G-actina, así como la señal de actina celular total. El silenciamiento del importador de actina IPO9 redujo notablemente la F-actina nuclear, lo que apunta a un proceso dependiente de la importación. La F-actina citoplasmática primero aumentó brevemente y después se desensambló de forma progresiva. La latrunculina A, que despolimeriza los filamentos citoplasmáticos, aumentó la F-actina nuclear, lo que sugiere un acoplamiento inverso entre ambos grupos.

Los filamentos nucleares parecen no afectar al destino celular. Las actinas dirigidas al núcleo de tipo silvestre, con defecto de polimerización (R62D) y estabilizadora de filamentos (S14C) modificaron el ensamblaje nuclear, pero no causaron diferencias significativas en la muerte inducida por RSL3. Un mutante R62D citoplasmático retrasó ligeramente la ferroptosis, mientras que el S14C citoplasmático no tuvo un efecto significativo. Esto sugiere que la remodelación citoplasmática tiene una influencia modesta en el momento de la muerte, mientras que la F-actina nuclear es una característica concomitante.

Los hallazgos sobre el pH fueron inesperados. La F-actina nuclear fue más frecuente en PBS que en DMEM y menos frecuente en EBSS, el tampón con más bicarbonato (26 mM, frente a 4,2 mM en HBSS y 0 mM en PBS). Añadir NaHCO3 al PBS eliminó los haces largos, y el medio L-15, sin bicarbonato, los restableció. Elevar el pH extracelular con NaOH también suprimió los filamentos, lo que apunta al pH y no al bicarbonato en sí. Un reportero mOrange2 mostró que el pH intracelular sigue al pH extracelular y se acidifica progresivamente durante la ferroptosis.

Las salvedades son considerables. Todo se hizo en una sola línea de células cancerosas, con un único inductor (RSL3), y el texto completo disponible aquí termina antes de la Discusión. El trabajo es correlativo en cuanto al pH, y se desconoce la función de los filamentos. Aún no ofrece implicaciones clínicas directas ni sobre la esperanza de vida, pero aporta una nueva lectura de biología celular de la ferroptosis.