Los inhibidores de JAK y la curcumina frenan la senescencia inducida por rayos UV en células de un paciente con xeroderma pigmentoso
En melanocitos de un paciente con xeroderma pigmentosum, los inhibidores de JAK y los curcuminoides redujeron las células senescentes y la señalización inflamatoria del SASP tras el daño en el DNA.
Resumen
El xeroderma pigmentoso (XP) es una enfermedad hereditaria poco frecuente en la que la piel no puede reparar el daño causado por el sol. Los pacientes envejecen de forma prematura y presentan tasas muy altas de cáncer de piel. Los investigadores transformaron células madre de un paciente con XP en melanocitos, las células productoras de pigmento, y observaron que la luz UV o el cisplatino, un fármaco que daña el DNA, empujaban a estas células hacia la senescencia, un estado en el que dejan de dividirse y liberan señales inflamatorias. Probaron 12 fármacos que eliminan células senescentes (senolíticos) y 15 fármacos que atenúan la inflamación (senomórficos). Los inhibidores de BCL-2 y de HSP90 eliminaron las células senescentes, pero también afectaron a los melanocitos sanos. Los inhibidores de JAK baricitinib y upadacitinib, y los curcuminoides curcumina y EF24, redujeron las células senescentes y la actividad de genes inflamatorios, incluso después de la exposición a los rayos UV. El trabajo se realizó únicamente en células cultivadas, por lo que es un primer paso.
Resumen detallado
El xeroderma pigmentoso (XP) es un trastorno hereditario en el que una reparación defectuosa por escisión de nucleótidos deja a la piel incapaz de reparar el daño causado por la radiación ultravioleta. Los pacientes sufren un fotoenvejecimiento acelerado, un riesgo de melanoma unas 2000 veces mayor y un riesgo de cáncer de piel no melanoma 10 000 veces mayor, y entre el 20 % y el 55 % desarrolla deterioro neurológico. La incidencia en Japón es de 10 a 25 por millón, aproximadamente diez veces las tasas occidentales, en gran parte debido a una mutación fundadora en *XPA*. La atención se limita a evitar el sol y a extirpar los cánceres, por lo que los autores se preguntaron si la senescencia celular impulsa el envejecimiento prematuro de la piel y si podría ser una diana terapéutica.
El equipo diferenció células madre pluripotentes inducidas de una paciente con XP-A y de una persona sana en melanocitos (XP-iMCs y HC-iMCs), y confirmó su identidad mediante la expresión de MITF y SOX10. La exposición a UV (150 J/m²) o a 1 µM de cisplatino, que causa entrecruzamientos reparados por la misma vía que las lesiones por UV, produjo una tinción de daño en el DNA con γH2AX más intensa en las XP-iMCs que en las células sanas. Ambos factores de estrés aumentaron significativamente las XP-iMCs positivas para SA-β-gal y elevaron la expresión de ciertos genes del SASP. El cisplatino dio una fracción senescente mayor y una dosificación más uniforme, por lo que se utilizó para el cribado.
Para los senolíticos, se indujo la senescencia con cisplatino durante 6 días, seguidos de 3 días de exposición a 12 fármacos candidatos. Los melanocitos sanos se vieron afectados de forma insignificante, pero las XP-iMCs tratadas con cisplatino fueron más sensibles a los inhibidores de la familia BCL-2 (ABT-263, A-1331852, A-1155463, S63845) y a los inhibidores de HSP90 (17-DMAG, ganetespib). Sin embargo, los melanocitos fueron más vulnerables que los queratinocitos incluso sin inducción de senescencia, lo que plantea dudas sobre la optimización de la dosis, y el ABT-263 tiene una toxicidad plaquetaria conocida. Esto llevó a los autores a orientarse hacia agentes senomórficos.
Se administraron quince senomórficos simultáneamente con cisplatino durante 6 días y se evaluaron mediante tinción SPiDER-βGal y citometría de flujo (tres réplicas biológicas, ANOVA de una vía con prueba de Tukey). Cuatro redujeron significativamente la fracción senescente: los inhibidores de JAK baricitinib y upadacitinib, y los curcuminoides curcumina y EF24. La secuenciación de RNA mostró que el cisplatino activaba las vías de interacción citocina-receptor de citocinas, JAK/STAT y PI3K/AKT, y que el tratamiento las volvía a reducir, aunque las respuestas de los genes del SASP diferían entre las clases de fármacos. El medio condicionado de XP-iMCs senescentes indujo SA-β-gal en células nuevas, lo que indica senescencia paracrina.
Dado que el cisplatino es solo un modelo sustituto, los experimentos se repitieron con UV a dosis baja (40 J/m²). El UV y el cisplatino activaron genes compartidos relacionados con la senescencia. El tratamiento senomórfico redujo significativamente las células positivas para SA-β-gal a los días 3 y 6, y la secuenciación de RNA mostró una regulación a la baja de la señalización de citocinas, JAK/STAT y PI3K/AKT, así como de varios genes del SASP inducidos por UV.
La evidencia es preliminar. Se basa en una sola línea derivada de una paciente con XP-A comparada con un único control sano, en cultivo celular, con réplicas por triplicado y sin datos en animales ni en humanos. Los fármacos se administraron junto con el daño, por lo que se evaluó la prevención y no la eliminación de la senescencia ya establecida. Los inhibidores de JAK conllevan riesgos de inmunosupresión sistémica, que son relevantes en una población propensa al cáncer, por lo que la seguridad y la vía de administración siguen siendo cuestiones abiertas.
Hallazgos clave
- UV (150 J/m²) and 1 µM cisplatin both increased γH2AX DNA-damage staining and SA-β-gal-positive cells in XP-A melanocytes, with minimal UV-dependent γH2AX increase in healthy control melanocytes
- Of 12 senolytics tested, BCL-2-family inhibitors (ABT-263, A-1331852, A-1155463, S63845) and HSP90 inhibitors (17-DMAG, ganetespib) selectively reduced viability of cisplatin-treated XP melanocytes
- Melanocytes were more sensitive than keratinocytes to senolytics even without senescence induction, complicating dosing
- Of 15 senomorphics tested, four (baricitinib, upadacitinib, curcumin, EF24) significantly reduced the senescent XP melanocyte fraction when given with cisplatin
- Cisplatin activated cytokine-cytokine receptor interaction, JAK/STAT and PI3K/AKT pathways, and senomorphic treatment down-regulated them
- Conditioned medium from senescent XP melanocytes induced SA-β-gal in fresh cells, supporting paracrine senescence
- The same senomorphics lowered SA-β-gal-positive cells at days 3 and 6 after low-dose UV (40 J/m²) and reduced several UV-induced SASP genes
Metodología
Se diferenciaron células madre pluripotentes inducidas de un paciente con XP-A y de una persona sana en melanocitos, y su identidad se verificó mediante la expresión de MITF y SOX10. La senescencia se indujo con radiación UV (150 J/m², o 40 J/m² para las pruebas de fármacos) o con cisplatino 1 µM durante 6 días, y después se evaluó mediante SA-β-gal, γH2AX, citometría de flujo con SPiDER-βGal, RT-qPCR y RNA-seq con GSEA. Los senolíticos se añadieron durante 3 días tras la inducción de la senescencia, mientras que los senomórficos se administraron de forma concurrente. Los datos son medias de tres réplicas y se analizaron con pruebas t bilaterales o ANOVA de una vía con la prueba de Tukey.
Limitaciones del estudio
El modelo utiliza una única línea derivada de un paciente con XP-A y un solo control sano in vitro, con réplicas por triplicado y sin validación en animales ni en humanos. El cisplatino se empleó como sustituto de la radiación UV en el cribado, y los senomórficos se administraron de forma simultánea a la agresión, y no después de que la senescencia ya estuviera establecida. La mayor sensibilidad de los melanocitos a los senolíticos y la toxicidad plaquetaria de ABT-263 limitan la traslación clínica. En el texto proporcionado no se declararon conflictos de intereses, y dicho texto estaba truncado en la Discusión.
¿Te ha gustado este resumen?
Recibe la última investigación sobre longevidad en tu bandeja de entrada cada semana.
Introduce tu correo electrónico para suscribirte: