El medio de cultivo de células madre hematopoyéticas induce una excesiva fisión mitocondrial a través de Drp-1 para atacar el cáncer colorrectal.

Las mitocondrias, a menudo denominadas los "motores de la célula", son especialmente cruciales en las células cancerosas debido a sus altas demandas energéticas. La dinámica de fusión-fisión mitocondrial desempeña un papel fundamental en la regulación de las vías de señalización y las actividades metabólicas en las células del cáncer colorrectal (CCR). El aumento de la fisión mitocondrial impulsa la reprogramación metabólica, lo que permite que los CCR proliferen, hagan metástasis y resistan la quimioterapia. Paradójicamente, la fisión excesiva induce la apoptosis mediada por las mitocondrias.

Nuestros estudios previos han demostrado que los medios acondicionados derivados de células madre hematopoyéticas (CM) modulan la vía de la apoptosis y la bioenergética mitocondrial de las células madre cancerosas mediante la alteración del microambiente tumoral. En este estudio, descubrimos que los CM de las células madre hematopoyéticas (CM-CMH) facilitan la fisión excesiva en las células del cáncer colorrectal mediante la modulación de Drp-1 y la activación concurrente de la vía de mitofagia PINK1-Parkin y la apoptosis intrínseca, lo que conduce a la pérdida de viabilidad de estas células.

Además, los datos de proteómica mostraron que los CM-CMH desregulaban los complejos de la cadena de transporte de electrones, con un grado excepcionalmente alto de desregulación de los complejos III y IV. La metabolómica reveló la desregulación de metabolitos críticos, el secuenciamiento de ARN reveló la desregulación de transcritos y la proteómica reveló la desregulación de proteínas, implicadas en la bioenergética mitocondrial y la vía de la autofagia en los CCR tratados con CM. En conjunto, nuestros estudios revelan el potencial terapéutico de los medios acondicionados derivados de células madre hematopoyéticas para el tratamiento del cáncer colorrectal. Aspectos destacados * Los medios acondicionados derivados de células madre hematopoyéticas (CM-CMH) inducen una fisión mitocondrial excesiva en las células del cáncer colorrectal (CCR) mediante la regulación al alza de Drp-1, activando así la vía de la apoptosis intrínseca. * La fisión excesiva y la disfunción bioenergética causadas por los CM-CMH dan como resultado la pérdida del potencial de membrana mitocondrial y el aumento de la producción de especies reactivas del oxígeno. * Los CM-CMH interrumpen gravemente la cadena de transporte de electrones en las células del CCR, lo que precipita una crisis energética y activa la vía de mitofagia mediada por PINK1.

Resumen Los medios acondicionados derivados de células madre hematopoyéticas (CM-CMH) comprometen la dinámica mitocondrial al inducir una fisión excesiva en las células del cáncer colorrectal (CCR) a través de la regulación al alza de Drp-1 y su complejo proteico asociado. La hiperfisión resultante conduce a una grave disfunción mitocondrial, caracterizada por la pérdida del potencial de membrana mitocondrial, la disminución de la producción de ATP y la alteración de los complejos de la cadena de transporte de electrones. Esta crisis bioenergética y la sobreproducción de especies reactivas del oxígeno desencadenan en última instancia la apoptosis intrínseca y activan la vía de mitofagia, lo que conduce a la pérdida de la viabilidad de las células del CCR.