Estudi de la importància de la proteïna SIRT3 sobre el mitocondri en la línia cel·lular de càncer de còlon SW620

Abstract

[cat] La SIRT3 és una proteïna desacetilasa de localització mitocondrial, que té una important repercusió en la majoria de processos relacionats amb aquest orgànul. De fet, és indispensable per a una correcta funció metabòlica i determinant per a evitar el dany oxidatiu i la reprogramació metabòlica mediada per ROS, que actuen conjuntament en la carcinogènesi. No obstant, en les cèl·lules cancerígenes, SIRT3 atorga una elevada resistència a l’estrès i a la manca de nutrients, promovent la proficiència mitocondrial –juntament amb PGC-1– necessària pel creixement tumoral i la metàstasi, pel que es contempla com un regulador instrumental en la biologia del càncer i, presumiblement, una excel·lent diana terapèutica. Malgrat ser un dels càncers més incidents a nivell mundial –i de cada dia més proper, per l’evolució del nostre estil de vida–, es troben pocs estudis relacionats amb la biogènesi mitocondrial i la fosforilació oxidativa en el càncer de còlon; i, que nosaltres coneguem, cap que hagi estudiat la SIRT3 en aquest context. Per a aquest motiu, es va realitzar un silenciament estable del gen SIRT3 en la línia de càncer colorectal SW620 i s’estudiaren els nivells proteïcs dels cinc complexes OXPHOS, PGC-1α, TFAM i la mateixa SIRT3; a més dels nivells de mRNA dels darrers tres factors. Els resultats d’aquest estudi mostren una disminució en la majoria de complexes de la CTE, probablement, degut a la incapacitat per a mantenir els nivells de TFAM necessaris per a l’expressió de les seves subunitats mitocondrials, que ocorre per una co-inducció insuficient de PGC-1α i SIRT3. Conjuntament amb aquests resultats, hem pogut detectar l’activació d’algun tipus de mecanisme compensatori per part d’aquestes cèl·lules per a mantenir els nivells proteics de PGC-1α, que malgrat això, no ha resultat efectiu per a fer front al silenciament, ja que l’activitat d’aquest co-activador s’ha vist compromesa per algun motiu que encara desconeixem.

[eng] SIRT3 is a mitochondrial deacetylase protein related with the oxidative and replicative state of this organelle. Although it regulates the majority of its functions, SIRT3 has a determing role in avoiding oxidative damage and metabolic reprograming induced by ROS signalling in carcinogenesis. However, in cancer cells, this protein confers a great resistance to several kinds of stress –such as nutrient scantiness or chemotherapy– by promoting mitochondrial proficiency (together with PGC-1), which is at the same time, a required condition for distant metastasis and invasive properties. For this reason, SIRT3 is considered as an instrumental regulator of cancer biology and, presumably, an excellent therapeutic target too. Despite being the most common cancer type worldwide, regardless of sex, with the second highest mortality rate and an each day closer illness –due to the evolution of our life style–, there are few studies related to colorectal cancer and mitochondrial biogenesis and, to our knowledge, none regarding SIRT3 in this context. Therefore, we performed a stable silencing of this gene in the SW620 human colorectal cancer cell line and then, protein levels of all OXPHOS complexes, PGC-1α, TFAM and SIRT3, and mRNA levels of the last three factors were determined. The results of this study show that when silencing SIRT3 expression, a significant decrease in most of the ETC complexes occurs, apparently, due to the unsatisfactory co-induction of PGC-1α and SIRT3, which disables the maintenance of the necessary levels of TFAM to express their mitochondrial-encoded subunits. Together with these results, we were able to detect the activation of some type of compensatory mechanism to mantain PGC-1α protein levels, which, in spite of everything, was not effective facing the silencing, because its activity seemed to be impaired for some reason we still do not know.