Introducción: El inhibidor multiquinasa regorafenib tiene una eficacia clínica limitada en el tratamiento del carcinoma hepatocelular avanzado (HCC) debido a la aparición de resistencia celular adquirida. El daño mitocondrial inducido por regorafenib no ha sido estudiado en la terapia del HCC, a diferencia de la toxicidad mitocondrial inducida por sorafenib. La posible efectividad de miméticos de BH3, inhibidores de proteínas BCL-2 específicas, en combinación con regorafenib es desconocida y podría aportar nuevas dianas en el tratamiento del HCC. Métodos: Se trataron líneas celulares de hepatoma HepG2 y Hep3B con regorafenib y miméticos de BH3 (inhibidor BCL- xL: A-1331852 e inhibidor BCL-2: ABT-199). Se realizaron silenciamientos con siRNAs control, siBCL-2 y siBCL-xL, así como Western blots y qPCRs. La funcionalidad mitocondrial, la activación de caspasas y la inducción de apoptosis se analizaron en células de hepatoma tratadas con regorafenib. Se analizó la efectividad antitumoral del regorafenib en terapias con miméticos de BH3 en esferoides tumorales hepáticos (Hep3B/LX2), y en el crecimiento tumoral de xenoinjertos (BCLC9) en ratones. Resultados: Las células Hep3B exhibieron cambios en varias proteínas del sistema de BCL-2, como BCL-xL, MCL-1 o BIM tras exposición a regorafenib indicativos de una adaptación en las células resistentes. El silenciamiento de Hep3B con siRNAs frente a BCL-2 y BCL-xL, principales proteínas antiapoptóticas responsables de la resistencia BCL-2-dependiente, demostró que la reducción de BCL-xL sensibiliza las células de hepatoma frente al regorafenib. Utilizando miméticos de BH3 específicos de BCL-2 (ABT-199) y BCL-xL (A1331852) se observó un claro incremento de la muerte celular inducida por regorafenib (HepG2 y Hep3B) por un mecanismo mitocondrial caspasa-dependiente únicamente tras del inhibición de BCL-xL. Prueba de ello, la coadministración de A-1331852 incrementó la reducción del potencial de membrana mitocondrial inducida por regorafenib, la liberación de citocromo c y la actividad caspasa-3. De forma similar, esferoides tumorales hepáticos tratados con regorafenib manifestaron reducción de volumen, pérdida de potencial de membrana e incremento de la muerte celular tras la adición del inhibidor de BCL-xL A-1331852. Además, xenoinjertos de ratones de células BCLC9 derivadas de pacientes mostraron una regulación al alza de BCL-xL y BIM tras tratamiento con regorafenib evidenciando la relevancia de esta adaptación mitocondrial y mostrando mecanismos de muerte celular tras análisis transcriptómico diferenciados a los inducidos por sorafenib. La coadministración de A-1331852 potenció los efectos del regorafenib disminuyendo el crecimiento tumoral. Conclusiones: El regorafenib induce cambios en los niveles de proteínas de la familia de BCL-2, promoviendo sensibilización mitocondrial utilizable por miméticos de BH3 como A-1331852 para incrementar la eficacia del tratamiento del HCC.

Trabajo de investigación financiado por Fondo de Investigaciones Sanitarias, Gobierno de España, confinanciado por FEDER (SAF2015-66515-R para A.M. y PI16/00930 para M.M.)

Trabajo presentado en el 44º Congreso Anual de la Asociación Española para el Estudio del Hígado (AEEH), celebrado en Madrid (España), del 20 al 22 de febrero de 2019