La rapamicina restaura el crecimiento normal en organoides de colon con la mutación cancerosa de la PAF

El cáncer colorrectal (CCR) es el tercer cáncer más común a nivel mundial, y la Poliposis Adenomatosa Familiar (PAF) —causada por mutaciones germinales en el gen supresor de tumores APC— representa una de las vías hereditarias más claras hacia el CCR. Sin colectomía profiláctica, los portadores de PAF enfrentan un riesgo de cáncer a lo largo de la vida de casi el 100%. Comprender qué vías moleculares impulsan la tumorigénesis temprana, y si pueden revertirse farmacológicamente, es fundamental para desarrollar estrategias preventivas menos drásticas.

Este equipo de investigación israelí utilizó dos líneas de células madre embrionarias humanas (hESC) previamente establecidas, derivadas de embriones de FIV afectados por PAF, cada una portando mutaciones distintas en APC. Las hESC FAP1 expresan una proteína APC truncada de 332 aminoácidos (codón de parada en el exón 9), mientras que las hESC FAP2 portan una mutación en el sitio de empalme del intrón 14 que produce una proteína truncada de mayor tamaño. Ambas líneas fueron diferenciadas en organoides de colon —estructuras tridimensionales autoorganizadas que imitan el epitelio del colon— mediante un protocolo de múltiples pasos que progresa a través de las etapas de endodermo definitivo e intestino posterior, con incrustación final en Matrigel.

El hallazgo central fue una diferencia notable en la activación de la vía mTOR entre las dos líneas de PAF. Las células FAP1 exhibieron hiperactivación de la señalización mTOR, incluyendo inactivación de PTEN y niveles significativamente elevados de S6K1 fosforilado y eIF4E —dos efectores clave aguas abajo de mTOR que controlan la síntesis de proteínas y el crecimiento celular—. Esto se correlacionó con una mayor expresión oncogénica de c-Myc y resistencia a la apoptosis. Las células FAP2 no mostraron estas anomalías en mTOR, lo que apunta a mecanismos de carcinogénesis específicos de cada mutación. Cuando se añadió rapamicina (4 ng/mL) a partir del día 20 de diferenciación, los organoides FAP1 mostraron una mejora notable: la formación promedio de organoides complejos aumentó de 1–3 por gota de Matrigel a 3–8, con una complejidad estructural mejorada confirmada mediante tinción H&E y mediciones de área 3D en 14 experimentos independientes. La rapamicina no tuvo un beneficio equivalente en los organoides FAP2, lo que confirmó que sus efectos dependían de la vía mTOR.

De manera fundamental, los hallazgos in vitro fueron validados en muestras de patología humana: el tejido de colon de un paciente FAP1 mostró alta expresión de proteínas de la vía mTOR (p-mTOR, p-S6K1, p-eIF4E) mediante inmunohistoquímica, reflejando los resultados del modelo de organoides. Esta correlación clínica refuerza la relevancia traslacional de la plataforma de organoides. El estudio también demostró una reducción de la resistencia a la apoptosis en las células FAP1 mediante citometría de flujo con Anexina-V, lo cual es coherente con los efectos de supervivencia celular de la hiperactivación de mTOR.

Estos resultados se basan en estudios previos en ratones que demostraron que la rapamicina retrasa el cáncer intestinal en ratones con mutación Apc (Min/+), y extienden ese hallazgo a un contexto celular humano con resolución específica por mutación. Los autores proponen que los pacientes con PAF podrían ser estratificados según el efecto de su mutación en APC sobre la señalización mTOR, lo que permitiría una quimioprevención personalizada basada en rapamicina. La plataforma de organoides de colon en sí misma se posiciona como una herramienta valiosa para el cribado de fármacos, el modelado temprano del cáncer y la identificación de firmas moleculares que permitan predecir la respuesta terapéutica en la PAF y, potencialmente, en poblaciones más amplias con CCR.