ESTUDIO DE LA RED DE SEÑALIZACIÓN CELULAR PI3K/AKT/MTOR Y SU IMPORTANCIA PARA EL DESARROLLO DE LA NUTRIGENÓMICA EN ONCOLOGÍA TRASLACIONAL
Resumen
El cáncer es una enfermedad compleja y multifactorial con una alta incidencia, siendo actualmente una de las principales causas de muerte a nivel mundial. En este contexto, la dieta desempeña un papel decisivo en la prevención y actúa como coadyuvante en el tratamiento del cáncer. Modulada por nutrientes, la vía PI3K/Akt/mTOR es un eje regulador clave que se encuentra hiperactivado en diversos tipos de cáncer y se considera una diana terapéutica prometedora en oncología. Se realizó una búsqueda bibliográfica en PubMed, seguida de la curación manual de los artículos recuperados. Con base en estos datos, construimos una red de interacción proteica (PPIN) compuesta por 153 nodos y 1535 aristas utilizando Cytoscape, a través de la cual identificamos el papel de la quercetina en la regulación negativa de procesos biológicos, en particular la vía PI3K/Akt/mTOR, el foco central de nuestra investigación. Además, se descubrió que la quercetina modula otras moléculas de señalización esenciales (EGF, EGFR, STAT, MAPK, CASPASES y TP53) fundamentales para la regulación de la diferenciación y la muerte celular, procesos que desempeñan un papel central en el desarrollo del cáncer. Por lo tanto, la quercetina podría modular la vía de señalización PI3K/Akt/mTOR, así como otras vías críticas implicadas en el control de la diferenciación y la muerte celular, lo cual es de gran relevancia en el tratamiento del cáncer. Nuestro estudio aporta evidencia in silico de la importancia de la nutrigenómica en la oncología traslacional.
Biografía del autor/a
Nutricionista graduada y Magíster en Nutrición y Salud por la Universidad Federal de Espírito Santo (UFES), Vitória – ES, Brasil.
Licenciado y Bachiller en Ciencias Biológicas por la Universidad Federal de Espírito Santo (UFES), vinculado al Núcleo de Genética Humana y Molecular. Maestrando y doctorando en Biotecnología (UFES/RENORBIO), Vitória – ES, Brasil.
Bachiller en Ciencias Biológicas por la Facultad Estácio de Sá de Vitória y graduado en Ingeniería de Computación por la Universidad Federal de Espírito Santo (UFES), vinculado al Núcleo de Genética Humana y Molecular, Vitória – ES, Brasil.
Licenciada en Ciencias Biológicas y Doctora en Medicina Veterinaria por la Universidad Federal de Espírito Santo (UFES), vinculada al Núcleo de Genética Humana y Molecular, Vitória – ES, Brasil.
Farmacéutica y maestranda en Biotecnología por la Universidad Federal de Espírito Santo (UFES/RENORBIO), vinculada al Núcleo de Genética Humana y Molecular, Vitória – ES, Brasil.
Bióloga y maestranda en Genética y Mejoramiento por la Universidad Federal de Espírito Santo (UFES/ALEGRE), vinculada al Núcleo de Genética Humana y Molecular, Vitória – ES, Brasil.
Médico por la Universidad Federal de Espírito Santo (UFES) y Doctor en Bioquímica y Genética Molecular por la University of Alabama at Birmingham, Profesor Titular de la Universidad Federal de Espírito Santo (UFES), vinculado al Núcleo de Genética Humana y Molecular, Vitória – ES, Brasil.
Farmacéutica y Doctora en Biociencias Nucleares por la Universidad del Estado de Río de Janeiro (UERJ) en colaboración con el Instituto Nacional del Cáncer (INCA), Profesora de la Universidad Federal de Espírito Santo (UFES), vinculada al Núcleo de Genética Humana y Molecular, Vitória – ES, Brasil.
Referencias
ALMEIDA VH, FERREIRA CG, MEIRA DD. Novos fármacos com alvo molecular definido. Revista da Sociedade Brasileira de Cancerologia. [s.d.];183–190.
ALMEIDA VH, MELO AC, MEIRA DD, PIRES AC. Radiotherapy modulates expression of EGFR, ERCC1 and p53 in cervical cancer. Brazilian Journal of Medical and Biological Research. 2018;51:1–9. https://doi.org/10.1590/1414-431X20176822 DOI: https://doi.org/10.1590/1414-431x20176822
ASSENOV Y, RAMI F, SCHELHORN S, LENGAUER T, ALBRECHT M. Computing topological parameters of biological networks. Bioinformatics. 2008;24(2):282–284. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btm554 DOI: https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btm554
BALAKRISHNAN S, BHAT FA, RAJA SINGH P, et al. Gold nanoparticle–conjugated quercetin inhibits epithelial–mesenchymal transition, angiogenesis and invasiveness via EGFR/VEGFR-2-mediated pathway in breast cancer. Cell Proliferation. 2016;49(6):678–697. https://doi.org/10.1111/cpr.12296 DOI: https://doi.org/10.1111/cpr.12296
BIZZO SMD, MEIRA DD, LIMA JM, et al. Serum albumin and vascular endothelial growth factor in epithelial ovarian cancer. Archives of Gynecology and Obstetrics. 2011;283(4):855–859. https://doi.org/10.1007/s00404-010-1491-4 DOI: https://doi.org/10.1007/s00404-010-1491-4
BRAY F, FERLAY J, SOERJOMATARAM I, et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 2018;68(6):394–424. https://doi.org/10.3322/caac.21492 DOI: https://doi.org/10.3322/caac.21492
CAMPBELL SL, WELLEN KE. Metabolic signaling to the nucleus in cancer. Molecular Cell. 2018;71(3):398–408. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2018.07.015 DOI: https://doi.org/10.1016/j.molcel.2018.07.015
DHASMANA A, UNIYAL S, KASHYAP VK, SOMVANSHI P. Análises topológicas de redes de interação de proteínas para deduzir mecanismos da curcumina. 2020.
DIANA M, SALES C, COSTA HB, MEIRA DD. Antifungal activity of plant extracts in pineapple. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine. 2016;6(1):26–31. https://doi.org/10.1016/j.apjtb.2015.09.026 DOI: https://doi.org/10.1016/j.apjtb.2015.09.026
ERDOGAN S, TURKEKUL K, DIBIRDIK I, et al. Midkine downregulation increases efficacy of quercetin in prostate cancer. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2018;107:793–805. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.08.061 DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.08.061
FEITELSON MA, ARZUMANYAN A, KULATHINAL RJ, et al. Sustained proliferation in cancer: mechanisms and targets. Seminars in Cancer Biology. 2016;35:1–78. DOI: https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2015.02.006
GU Y, ZHANG M, CEN H, et al. Quercetin as treatment for COVID-19-induced kidney injury. PLoS One. 2021;1–17. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245209 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245209
HADDAWAY NR, PAGE MJ, PRITCHARD CC, MCGUINNESS LA. PRISMA 2020: R package and Shiny app. Campbell Systematic Reviews. 2022;18(2):e1230. https://doi.org/10.1002/cl2.1230 DOI: https://doi.org/10.1002/cl2.1230
HANAHAN D, WEINBERG RA. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 2011;144(5):646–674. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2011.02.013
HANAHAN D, WEINBERG RA. The hallmarks of cancer. Cell. 2000;100:57–70. DOI: https://doi.org/10.1016/S0092-8674(00)81683-9
IRIMIE AI, BRAICU C, PASCA S, et al. Role of micronutrients in cancer prevention. Medicina. 2019;55(6). DOI: https://doi.org/10.3390/medicina55060283
KUMAR R, SINGH K, KUMAR A, KUMAR S. Quercetin analog inhibits prostate cancer via Akt-mTOR. Biochimie. 2015;119:68–79. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biochi.2015.10.012
LI Y, YAO J, HAN C, et al. Quercetin, inflammation and immunity. Nutrients. 2016;8(3):167. DOI: https://doi.org/10.3390/nu8030167
MARIA S, BIZZO D, DUMMER D, et al. Peritoneal VEGF as predictor in ovarian cancer. International Journal of Gynecology and Obstetrics. 2010;109(2):113–117. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijgo.2009.11.021
MEIRA DD, ALMEIDA VH, MORORÓ JS, et al. Combination of cetuximab with chemoradiation. British Journal of Cancer. 2009;101:782–791. DOI: https://doi.org/10.1038/sj.bjc.6605216
MEIRA DD, ALMEIDA VH, MORORÓ JS, et al. Efficient blockade of Akt signaling. Molecular Cancer. 2011;10:151–158. DOI: https://doi.org/10.1186/1476-4598-10-151
MEIRA DD, ALMEIDA VH, MORORÓ JS, et al. Combination of cetuximab with cisplatin and radiation therapy. European Journal of Cancer. 2009;6:88. DOI: https://doi.org/10.1016/S1359-6349(08)71516-7
MEIRA DD, ARNDT J. Terapias alvo no câncer de pulmão. Revista da Sociedade Brasileira de Cancerologia. [s.d.];30–36.
NASIR A, BULLO MMH, AHMED Z, et al. Nutrigenomics and cancer prevention. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2019.
ORGANIZAÇÃO PAN-AMERICANA DA SAÚDE. Doenças crônicas e obesidade. 2003.
ORGANIZAÇÃO PAN-AMERICANA DA SAÚDE. Doenças transmissíveis e não transmissíveis. 2018.
PAN H, JIANG Q, YU Y, et al. Quercetin induces apoptosis in glioma cells. Neurochemistry International. 2015;80:60–71. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuint.2014.12.001
RIVERA AR, CASTILLO-PICHARDO L, GERENA Y. Anti-breast cancer potential of quercetin. PLoS One. 2016.
SAINT-ANTOINE MM, SINGH A. Network inference in systems biology. Current Opinion in Biotechnology. 2020;63:89–98. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2019.12.002
SAKAI J, RIBEIRO K. Nutrigenomics cancer: literature review. Revista Intellectus. 2015;1(49).
SARKAR A, GHOSH S, CHOWDHURY S, et al. Targeted delivery of quercetin nanoparticles. BBA General Subjects. 2016.
SINGH CK, CHHABRA G, NDIAYE MA, et al. Quercetin–resveratrol in prostate cancer. Cancers. 2020;12(8). DOI: https://doi.org/10.3390/cancers12082141
TAO T, HE C, DENG J, et al. Synthetic derivative of quercetin inhibits bladder cancer. Oncotarget. 2017.
WANG P, HENNING SM, GORDON D, et al. Arctigenin with quercetin in prostate cancer. Molecular Nutrition & Food Research. 2016;59(2):250–261. DOI: https://doi.org/10.1002/mnfr.201400558
WANG P, HENNING SM, HEBER D, et al. Sensitization to docetaxel by quercetin. Journal of Nutritional Biochemistry. 2016;26(4):408–415. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnutbio.2014.11.017
YANG F, SONG L, WANG H, et al. Quercetin and 2-Methoxyestradiol in prostate cancer. PLoS One. 2015.
YANG L, WU Z, YANG Z, et al. Mechanism of herbal medicine in breast cancer. Chinese Journal of Integrative Medicine. 2020.
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