Characterization of the proteome and palmitoylome alterations induced by palmitic and oleic acids in oscc cells

Resumen

El papel que juega el metabolismo lipídico en la progresión del cáncer está siendo revisado. Estudios recientes de nuestro laboratorio demuestran que el tratamiento con ácido palmítico (AP) de células en cultivo o una dieta rica en AP en ratones incrementan la capacidad metastática de las células cancerosas. Sin embargo, los mismos experimentos realizados con ácido oleico (AO) disminuyen la capacidad metastática, lo cual sugiere que cada ácido graso (AG) de nuestra dieta tiene un efecto diferente en las células tumorales. El efecto pro-metastático del AP es mediado por una memoria epigenética, pero su mecanismo no se ha comprendido completamente todavía. Para caracterizar el mecanismo por el cual el AP induce un estado pro-metastático en las células, decidimos estudiar mediante análisis proteicos los cambios en la señalización celular provocados por el AP y el AO. Observamos que el proteoma de las líneas celulares de carcinoma oral de células escamosas (COCE) cambia en direcciones opuestas en respuesta a los tratamientos con AP o AO en cultivo. Por el contrario, el análisis del proteoma de células tumorales creciendo ortotópicamente en animales alimentados con dietas enriquecidas con aceite de palma (rico en AP) o aceite de oliva (rico en AO) mostró que ambas dietas inducen cambios similares, aunque la magnitud de dichas alteraciones es mayor en la dieta rica en AP. Esta diferencia podría ser causada por el hecho de que los aceites de la dieta (palmítico y oleico) están compuestos por diversos AG, no son AG puros. A pesar de ello, observamos ciertas diferencias en los cambios inducidos por cada dieta. Una de las principales categorías específicamente incrementadas con la dieta rica en AP fue la S-palmitoilación: las acil-proteina transferasas DHHC son aumentadas por esta dieta y su expresión génica incrementa con el tratamiento con AP en cultivo y en las metástasis en nódulos linfáticos en comparación con los tumores primarios. El estudio del palmitoiloma de células COCE pro-metastáticas, indicó que está enriquecido en proteínas involucradas en funciones de la membrana celular como movilidad o adhesión celular. Pudimos observar que las células tratadas con AP muestran un aumento en el nivel de palmitoilación de su proteoma comparadas con las tratadas con AO o las células control. Descubrimos la histona H3 entre las proteínas cuya palmitoilación aumenta con AP, lo cual podría ser un hecho de especial relevancia dado su papel en la regulación del epigenoma. Determinamos que la H3.3 es la variante predominantemente palmitoilada en COCE, mientras que las células de melanoma muestran una estequiometría de palmitoilación similar entre las variantes H3.1 y H3.3, e identificamos la cisteína 110 como el residuo S-palmitoilado en la histona H3.3. Experimentos de fraccionamiento celular y microscopía sugieren que este residuo no está implicado ni en la incorporación de la histona H3.3 a la cromatina ni en la interacción de la histona con la membrana nuclear, por lo que queda todavía por dilucidar cual es la función de la palmitoilación de la histona H3.3.