El desarrollo del cáncer es multifactorial y en el cual se ha demostrado la participación de diferentes vías de señalización algunas de las cuales son sensibles al estado redox celular. El carcinoma de células renales (CCR) es de los menos comprendidos, su diagnóstico en etapas tempranas es muy difícil y tiene una alta mortalidad. El CCR inducido por nitrilotriacetato de hierro (FeNTA) es un modelo experimental en el cual el EO juega un papel clave, pero no están claros los mecanismos moleculares involucrados en la malignización celular y la caracterización de los tumores aún es muy pobre. Además, este modelo representa también uno de los pocos modelos para el estudio de la carcinogénesis in vivo por EO. En nuestro laboratorio hemos desarrollado un esquema de exposición crónica a FeNTA para inducir CCR en ratas del subtipo de células claras. En estudios subcrónicos a 1 y 2 meses de tratamiento, ya hemos detectado displasia, un aumento en la actividad de AP-1 y NFkB y otras alteraciones potencialmente oncogénicas, lo que nos ha llevado a sugerir que estos tiempos de exposición representan etapas tempranas del desarrollo de CCR, las cuales son casi imposible detectar en humanos. Con base en todo esto, y para continuar con la caracterización del modelo experimental y profundizar en el entendimiento de los mecanismos involucrados, ayudando a establecer su equivalencia con el CCR humano, se propone estudiar en tejido renal de ratas con exposiciones durante 1 y 2 meses al FeNTA y en los tumores formados, eventos que podrían ser causas o consecuencias de la activación de AP-1 y NF-kB observada en etapas tempranas, lo que permitirá analizar la evolución de las alteraciones durante la carcinogénesis. Las vías a estudiar (o algunos componentes) están alteradas en CCR humano, están relacionadas entre sí de una u otra forma y responden al estado redox celular como son: a) NF-kB/EGFR/Ras/Raf/MEK1/2 que lleva a la activación de ERK, una de las MAP cinasas que hemos encontrado activada y unida a c-Jun en estudios subcrónicos previos, lo que demuestra su participación en la activación de AP-1. b) AKT/GSK3b/b-catenina/AP-1/ciclinaD1 para determinar otros mecanismos posiblemente involucrados en el aumento de la actividad de AP-1 y demostrar si este factor es el responsable, al menos en parte, del incremento de los niveles de ciclina D1 previamente observado. c) PKCz/CDP/FIH/HIF1a pues la primera cinasa se relaciona con ambos factores de transcripción y con HIFa cuyo aumento es una de las alteraciones más comunes en CCR humano y aumenta en etapas tempranas del modelo. d) PI3K/Akt, cuyos niveles hemos encontrado elevados, y está involucrada en la inducción de PDK1/PKCz e inhibición de IkB y GSK3b, eventos vinculados con la activación de NF-kB y AP-1. Así mismo, se plantea realizar en hígado y pulmón determinaciones representativas de las vías que se encuentren alteradas para distinguir si éstas son específicas de riñón, reforzando así el planteamiento de su posible participación en la carcinogénesis renal inducida por FeNTA, ya que en esos tejidos no se desarrollan tumores primarios con el esquema de tratamiento seguido en nuestro laboratorio. Con este proyecto se le dará seguimiento y/o se iniciarán 3 tesis de Doctorado, 2 de Maestría y una de Licenciatura, se participará en congresos y se realizarán al menos 3 publicaciones internacionales.

Con la presente propuesta se pretende profundizar en el entendimiento de las alteraciones río arriba y río abajo, es decir las causas y consecuencias, del aumento en la actividad de los factores de transcripción AP-1 y NF-kB previamente reportadas por nuestro grupo en etapas tempranas de un modelo in vivo de carcinogénesis renal, en el cual está demostrada la participación del estrés oxidante al igual que en muchas neoplasias humanas, como es el caso del CCR. Las vías de señalización a estudiar (NF-kB/EGFR/Ras/Raf/MEK1/2, AKT/GSK3b/b-catenina/AP-1/ciclinaD1, PKCz/CDP/FIH/HIF1a, PI3K/Akt), son vías que responden al estado redox celular y que se han visto alteradas (o alguno de sus componentes) en tumores o líneas celulares de CCR humano, e incluso algunas hoy en día se están manejando como blancos terapéuticos en los pacientes. La finalidad de esto es comparar a este nivel los tumores obtenidos por la exposición a FeNTA, para aportar evidencias que ayuden a determinar la equivalencia de ambas versiones de la enfermedad. Esto es muy importante para establecer su valor como herramienta para la búsqueda de alteraciones aún no identificadas en humano y que lleven posteriormente a estudios en pacientes. Además, algunas de las determinaciones propuestas ayudarán a elucidar posibles mecanismos de las alteraciones en los tumores humanos que aún no se han comprendido. El modelo está lejos de estar bien caracterizado. Una buena parte de los trabajos existentes se han enfocado en la respuesta aguda al carcinógeno, algunos estudian los tumores en busca de mutaciones y contados artículos se han realizado analizando los eventos en exposiciones subcrónicas. Con nuestra propuesta intentamos identificar alteraciones en las vías de señalización propuestas que se presentan en las etapas tempranas de la carcinogénesis, gracias a que en estudios previos hemos podido identificar los esquemas de exposición a FeNTA indicados para esto. Este enfoque tiene la finalidad de reconocer probables mecanismos involucrados en la malignización celular, no solo para el desarrollo de CCR, sino también de otros tipos de cáncer donde el estrés oxidante esté involucrado, por lo que los resultados que se obtengan serán particularmente valiosos. Son muy pocos los modelos experimentales que permiten este tipo de estudios, que a nuestro parecer tienen gran trascendencia ya que las etapas tempranas del cáncer son en las que se puede controlar o incluso curar un proceso neoplásico y que, en el caso del CCR humano es prácticamente imposible estudiarlas porque generalmente se detecta en etapas muy avanzadas. La gran mayoría de los estudios en cáncer se realizan con células ya malignizadas, lo que no permite analizar el proceso de la carcinogénesis, y esto le da una trascendencia muy particular a nuestro diseño experimental en el que se analizará la evolución de las alteraciones durante el desarrollo del CCR. Dado que el CCR es uno de los tipos de cáncer menos comprendidos, presenta diferentes subtipos histológicos con distintas alteraciones moleculares, respuesta diferencial y limitada a las terapias y diagnóstico oportuno difícil por lo que presenta un alto índice de mortalidad, los resultados de este proyecto serán especialmente importantes, ya que el contar con un modelo experimental de carcinogénesis renal bien caracterizado puede ser muy valioso, por ejemplo, para la búsqueda de marcadores en etapas tempranas para poder hacer un diagnóstico oportuno, para identificar nuevos sitios blanco y desarrollar mejores agentes terapéuticos, o bien encontrar determinaciones confiables para una prognosis más acertada. Además, existen pocos estudios sobre cáncer renal comparados con otros tipos de cáncer, por lo que los resultados que se obtengan serán especialmente importantes y darán pie a que se continúe esta nueva línea de investigación en nuestro grupo que está abriendo enormes posibilidades. Con este proyecto un estudiante terminará su trabajo de Doctorado (Francisco Aguilar), una más le dará seguimiento a la investigación que realizó durante la Maestría para obtener el Doctorado (Telma Pariente); una estudiante continuará con sus estudios de Maestría (Patricia Curiel) e iniciará los de Doctorado y otro realizará su teis de Licenciatura y realizará sus estudios de Maestría (Ignacio Pacheco). Por último, los resultados obtenidos se presentarán en congresos nacionales e internacionales y se publicarán en revistas científicas con arbitraje y de prestigio internacional. Con todo esto se fortalecerá la investigación biomédica en la Facultad de Química y permitirá que los estudiantes de licenciatura y posgrado sigan contando con opciones para su formación y desarrollo en investigación.