GPX1 e OSBPL8 atuam em conjunto no retículo endoplasmático (RE) para proteger células cancerígenas da ferroptose

A ferroptose é uma forma de morte celular não apoptótica, dependente de ferro, causada pelo acúmulo letal de lipídios de membrana oxidados. A maior parte dos estudos utilizou gatilhos artificiais, como inibidores de GPX4 (RSL-3) ou a deleção de GPX4. Como a ferroptose ocorre naturalmente em tumores vivos, onde nada a induz, é muito menos claro. As células cancerosas funcionam com níveis elevados de ROS devido ao seu metabolismo alterado, o que pode torná-las vulneráveis a uma ferroptose não canônica, induzida por ROS. Um trabalho anterior deste grupo associou esse processo à peroxidação do ácido fosfatídico (PA), e não da fosfatidiletanolamina, e mostrou que ele não depende de GPX4 nem de ACSL4.

A equipe realizou uma triagem de knockout genômico com CRISPR-Cas9 (18.436 genes) em células de melanoma A375 tratadas com o gerador de ROS hidroperóxido de terc-butila (TBH). A triagem identificou reguladores já conhecidos (SLC7A11, PHLDA2, GPAT3, LRP8, NFS1) e também apontou GPX1. O knockout de GPX1 em células A375, de pulmão A549 e de câncer de pâncreas MIAPaCa2 e S2-013 aumentou a morte induzida por TBH e a peroxidação lipídica, mas não teve efeito evidente sobre a morte induzida por RSL-3. A morte foi revertida por ferrostatina-1 e deferoxamina, mas não por inibidores de necroptose ou de apoptose. A reexpressão de GPX1 reverteu a sensibilidade. A perda de GPX1 não alterou a necrose induzida por H2O2.

A purificação por afinidade e a espectrometria de massa identificaram OSBPL8, uma proteína de ligação a lipídios ancorada no retículo endoplasmático (RE), como um dos principais parceiros de GPX1. As duas interagem por meio do domínio N-terminal de OSBPL8 (resíduos 1–147) e de uma região de GPX1 em torno dos resíduos 130–137, distante do sítio catalítico Sec49. O knockdown ou knockout de OSBPL8, assim como a perda de GPX1, sensibilizou as células à ferroptose induzida por ROS, mas não à induzida por RSL-3. Em células com duplo knockout, apenas a coexpressão de ambas as proteínas produziu resgate completo. Um mutante GPX1 Δ130–137 ainda reduzia os ROS, mas protegia mal contra a peroxidação lipídica e a morte celular, de modo que o benefício vai além da atividade antioxidante geral.

A imagem de células vivas com BODIPY C11 mostrou a peroxidação lipídica se acumulando e se concentrando no RE, próximo à membrana plasmática, ao longo de cerca de 7 horas antes da formação de bolhas e da ruptura. OSBPL8 recrutou GPX1 para o RE, e OSBPL8 sem o domínio N-terminal ou o domínio transmembrana não conseguiu suprimir a peroxidação lipídica no RE. O texto fornecido está truncado antes do mecanismo de peroxidação do PA e dos dados posteriores de OSBPL8 in vivo, embora o resumo afirme que GPX1 reduz diretamente o PA oxidado.

Em camundongos, xenoenxertos A375, A549 e S2-013 nulos para GPX1 cresceram menos que os controles, sem qualquer tratamento. Apresentaram marcadores de ferroptose mais elevados (PRDX3 hiperoxidada, PTGS2, CHAC1) e mais peroxidação lipídica, e a ferrostatina-1 reverteu em grande parte a supressão do crescimento. GPX1 é superexpressa em vários tipos de câncer, e sua alta expressão se correlaciona com pior sobrevida no adenocarcinoma pancreático. Em conjunto, os resultados apontam o eixo GPX1–OSBPL8 como uma possível vulnerabilidade terapêutica. Entre as ressalvas estão a dependência de modelos de xenoenxerto e linhagens celulares e o uso do TBH como fonte de ROS.