INTRODUCCIÓN
El ibuprofeno pertenece al grupo de los antiinflamatorios no esteroideos (AINE) utilizados para tratar diversos procesos inflamatorios, el dolor o la fiebre. El mecanismo subyacente a los efectos del ibuprofeno se deriva de la inhibición de la actividad de la ciclooxigenasa (COX), que es necesaria para la síntesis de prostaglandinas (PG).1 Las PG se producen a partir del ácido araquidónico derivado de la membrana plasmática y la producción local de PG tiene efectos similares a los de las hormonas. En los tejidos humanos se expresan dos isoformas de la COX: la isoforma COX-1, de expresión constitutiva, existe en la mayoría de los tejidos, mientras que la isoforma COX-2 se induce fuertemente durante la respuesta inflamatoria, incluidas las condiciones patológicas de inflamación crónica y cáncer de colon.2 Entre los diferentes productos derivados de la COX-2, los niveles más altos de PGE2 se encuentran en los tumores y afectan a varios procesos, como la proliferación celular y la apoptosis.3 En la fisiología normal, la PGE2 desempeña un papel en el mantenimiento de la mucosa gastrointestinal regulando procesos, como la secreción de moco y la dilatación de los vasos sanguíneos.4 Por lo tanto, el tratamiento prolongado con AINEs puede provocar efectos secundarios, como la hemorragia intestinal. La mayoría de los AINE, incluido el ibuprofeno, inhiben ambas isoformas de la COX.
Se ha documentado que el uso profiláctico de AINE reduce el riesgo de muerte por cáncer colorrectal.5-9 Por ejemplo, una dosis diaria de 300 mg de aspirina durante un período de 10 años reveló un efecto protector estadísticamente significativo.7,10,11 Se informó de una reducción de riesgo similar con una dosis diaria de ibuprofeno de 200 mg8,11-19 para varios tipos de tumores: Una reducción del 51% del riesgo para el cáncer de colon, del 72% para el de mama, del 62% para el de próstata y del 59% para el de pulmón.19
¿CÓMO PREVIENE EL IBUPROFENO EL CÁNCER?
Las pruebas acumuladas han revelado que la inflamación promueve la tumorigénesis,20,21 en particular cuando el tejido se encuentra en condiciones de inflamación crónica. Dentro del microambiente tumoral, las células inflamatorias intercambian señales con las células tumorales. Las células del estroma secretan factores de supervivencia para las células tumorales, mientras que las células tumorales producen citocinas, que desencadenan la remodelación proteolítica de la matriz extracelular por parte de las células del estroma, o la formación de nuevos vasos sanguíneos.20,22 El ibuprofeno inhibe la actividad de la COX y la subsiguiente generación de PG proinflamatorias; se cree que esta acción subyace al efecto quimiopreventivo del ibuprofeno. La PGE2, por ejemplo, activa los receptores de PGE2 acoplados a proteínas G que estimulan varias vías de señalización implicadas en la proliferación y la supervivencia de las células.23,24
En este artículo, los autores revisan mecanismos de acción adicionales que son independientes de la inhibición de la COX-2 con el objetivo de aumentar la conciencia de que los efectos clínicos del ibuprofeno pueden estar mediados por varios procesos celulares. Las pruebas presentadas se obtuvieron del motor de búsqueda PubMed utilizando «ibuprofeno Y cáncer» como término de búsqueda. Se seleccionaron para su revisión los estudios que informaban de efectos independientes de la COX, incluidos los realizados en el laboratorio de los autores.
MECANISMOS ADICIONALES POR LOS QUE EL IBUPROFENO INHIBE LAS CÉLULAS TUMORALES
En 2015, Matos y Jordan25 revisaron el tratamiento de células cancerosas con ibuprofeno. Las células colorrectales HCT-116 no expresan COX-2, pero el tratamiento con 2 mMol/L de ibuprofeno produjo efectos proapoptóticos.26 El ibuprofeno a una concentración baja de 100 µMol se identificó además como un ligando directo e independiente de la COX del receptor gamma activado por el proliferador de peroxisomas (PPARγ),27 y se demostró que estimula su actividad nuclear en modelos de rata de formación de cáncer de colon.28 Por lo tanto, la acción proapoptótica observada para el ibuprofeno puede ser en parte el resultado de la activación de PPARγ, que conduce a la regulación a la baja del factor de transcripción antiapoptótico NFκB.28
Se informó de que otra respuesta celular independiente de la COX tras el tratamiento con ibuprofeno implicaba al P75NTR, un miembro de la superfamilia de receptores del TNF. El tratamiento de células cancerosas con 1 mMol/L de ibuprofeno dio lugar a una estabilización de la estabilidad del ARNm de p75NTR dependiente de la vía de la proteína cinasa activada por mitógenos p38, lo que condujo a un aumento de los niveles de expresión29 y a la inducción de la apoptosis y la supresión del crecimiento.30
Se informó de una acción similar de promoción de la apoptosis en las células HCT116, cuando se descubrió que el tratamiento con ibuprofeno (1,5 mM durante 24 horas) sensibilizaba a estas células contra el ligando inductor de la apoptosis relacionado con el TNF.31 El mecanismo subyacente implicaba la expresión del receptor de membrana para el ligando inductor de la apoptosis relacionado con el TNF: el receptor de la muerte 5, otro miembro de la superfamilia de receptores del TNF.
Se informó además de que el tratamiento con ibuprofeno (1 mMol/L durante 24 horas) reducía significativamente los niveles nucleares de β-catenina en las células tumorales colorrectales SW480 y DLD-1. En consecuencia, se suprimió la expresión de una de sus dianas transcripcionales, el gen pro-proliferativo ciclina D1.32 Aunque el mecanismo subyacente aún está por determinar, este efecto del ibuprofeno parece de especial interés para la prevención del cáncer colorrectal porque una señalización excesiva de β-catenina puede causar una estimulación inapropiada del crecimiento de las células madre de la mucosa del colon.33
Al mismo tiempo que el efecto sobre la señalización de β-catenina, el ibuprofeno también interfirió directamente en la vía de NFκB. Un efecto rápido del tratamiento con ibuprofeno observado en las células es la fosforilación inhibitoria de GSK-3β en la serina 9.32 Se descubrió que esta modificación regula negativamente la señalización de NFκB, en un paso posterior a la degradación de su proteína inhibidora IkBα, y suprime la expresión de genes diana antiapoptóticos de NFκB, como BCL2 y BIRC5.
Otros ejemplos de efectos independientes de la COX de 100 µMol de ibuprofeno incluyen la inhibición de la expresión de integrinas en neutrófilos34 o la liberación mediada por caspasas de citoquinas proinflamatorias en células HCT-116 y HeLa.35
IBUPROFEN, ALTERNATIE SPLICING, AND CANCER
Las células cancerosas difieren en su programa de expresión génica de sus correspondientes células normales diferenciadas. Además de la regulación transcripcional en los promotores de los genes, los últimos 15 años han revelado claramente que el splicing alternativo sirve como un mecanismo importante para la regulación de la expresión génica. Por ejemplo, el splicing alternativo genera variantes de transcripción que pueden ser no funcionales y degradarse rápidamente o traducirse en isoformas proteicas con propiedades funcionales diferentes, a veces antagónicas, debido al uso diferencial de dominios proteicos funcionales.36,37
Recientemente, se identificó la inhibición de la variante de empalme alternativo RAC1b como otro efecto independiente de la COX del ibuprofeno.38 Se demostró que la inflamación del colon es uno de los desencadenantes del aumento de la expresión de la proteína RAC1b relacionada con el tumor, una variante de empalme de la pequeña GTPasa RAC1. La proteína RAC1b contiene un dominio adicional codificado por un exón alternativo de 57 pares de bases (exón 3b), que confiere una mayor activación de la proteína, generando una variante hiperactiva capaz de estimular la señalización NFκB.39-42 Cuando las células colorrectales se trataron con ibuprofeno, pero no con aspirina o flurbiprofeno, tanto los niveles de ARNm como de proteína de RAC1b se redujeron notablemente in vitro e in vivo.38 Mientras que muchos estudios sobre el efecto de los AINE en la viabilidad de las células tumorales utilizaron concentraciones de hasta 2 mMol/L,43 el efecto del ibuprofeno en el splicing alternativo de RAC1b se observó a dosis bajas de 100 µMol. Curiosamente, el ibuprofeno inhibió las células colorrectales HT29 positivas a RAC1b más que los colonocitos normales y también afectó a su crecimiento como xenoinjertos tumorales subcutáneos en ratones. El efecto inhibidor del ibuprofeno pudo ser rescatado cuando se expresó una secuencia de ADNc de RAC1b independiente del empalme en la célula HT29.38 Esto sugiere que el ibuprofeno actúa directamente sobre el evento de splicing alternativo.
Otro informe sobre la modulación del splicing alternativo se obtuvo cuando las células de cáncer de próstata recibieron un tratamiento combinado de ibuprofeno y epigalocatequina-3-galato (EGCG), un componente del té verde con propiedades anticancerígenas que promueve la detención del ciclo celular G0/G1 y la apoptosis. En este caso, el equilibrio entre las variantes de empalme anti y proapoptóticas de BCL-X y MCL-1 se desplazó hacia las variantes más cortas y proapoptóticas de BCL-X(S) o MCL-1(S).44 Aunque el mecanismo no se ha identificado completamente, implica la activación de la proteína fosfatasa PP1, que se sabe que desfosforila las proteínas reguladoras implicadas en el empalme del pre-ARNm.
MECANISMO DE MODULACIÓN DEL EMPALME POR EL IBUPROFENO
Cuando los genes codificantes de proteínas se expresan en las células humanas, la ARN polimerasa 2 genera un transcrito primario, el pre-ARNm, que contiene exones codificantes separados por secuencias intrónicas. Durante la transcripción, las secuencias de nucleótidos conservadas alrededor de cada unión exón-intrón son reconocidas por el espliceosoma, una maquinaria macromolecular en la que participan cinco pequeñas partículas de ribonucleoproteína nuclear (U1, U2, U4, U5 y U6),45,46 que elimina los intrones durante el proceso de empalme del ARNm. La función del espliceosoma está asistida por elementos potenciadores o silenciadores del empalme, secuencias cortas que se encuentran en los exones o intrones y que promueven o inhiben el reconocimiento productivo de un determinado exón por parte del espliceosoma. Los factores de empalme reconocen estos elementos potenciadores o silenciadores del empalme, que en su mayoría pertenecen a la familia de proteínas ricas en serina y arginina o a las ribonucleoproteínas nucleares heterogéneas. A menudo actúan de forma antagónica, de modo que la modulación de la unión proporciona un mecanismo que permite la inclusión u omisión de exones alternativos y, por tanto, la generación de transcritos variantes. En conjunto, el conjunto de factores de splicing expresados en una célula determinada y sus niveles de expresión relativos en el núcleo celular operan de forma combinatoria para regular el splicing alternativo.
En el caso de RAC1b, el splicing alternativo está regulado por un elemento potenciador en el exón 3b, que es reconocido por el factor de splicing SRSF1, y un elemento silenciador adyacente reconocido por SRSF3.47
En las células colorrectales humanas, la disponibilidad de SRSF1 en el núcleo es el principal factor que regula la inclusión u omisión del exón 3b.48
Un mecanismo a través del cual el ibuprofeno afecta al splicing alternativo en las células es el estado de fosforilación de SRSF1. Los experimentos de fraccionamiento celular e inmunoblot revelaron que el tratamiento con ibuprofeno causó una reducción en la fosforilación de SRSF1 (datos no publicados). Por el contrario, el tratamiento con aspirina no tuvo tal efecto sobre SRSF1. Esto demostró que el efecto inhibidor del ibuprofeno sobre el splicing de RAC1b implicaba una regulación postraduccional de la localización subcelular de SRSF1.48
La principal proteína quinasa responsable de la fosforilación de SRSF1 es SRPK1, que se encuentra tanto en el citoplasma como en el núcleo celular.49,50 Este proceso está controlado, en parte, por la señalización del receptor del factor de crecimiento.51 Como se muestra y describe en la Figura 1, los autores observaron que el tratamiento con ibuprofeno indujo la translocación de SRPK1 del núcleo al citoplasma, y esto se correlacionó con la reducción de los niveles de fosforilación de SRSF1 y de la proteína RAC1b, tal y como se detectó en lisados de células enteras mediante western blot. No se observó tal efecto cuando las células se trataron con aspirina en las mismas condiciones, lo que subraya la acción independiente de la COX del ibuprofeno y la especificidad de su efecto sobre la modulación del factor de empalme.