La señalización Redox es un jugador clave en la regulación de los procesos fisiológicos. Los conceptos actuales en biología redox y medicina plasmática enfatizan la importancia de la desregulación redox en la inflamación y en diferentes patologías, incluido el cáncer. La identificación y caracterización de interruptores de tiol de proteína específicos y vías de señalización reguladas por redox son dos de los desafíos en los campos. Por ejemplo, las células tumorales a menudo se localizan en un entorno hipóxico, lo que conduce a una señalización redox única que afecta el metabolismo, la proliferación, la metástasis y la apoptosis, así como la angiogénesis y la respuesta inmunitaria. Descifrar y comprender la regulación redox de moléculas y procesos particulares en un contexto fisiológico y patológico podría permitir el desarrollo de nuevas vías terapéuticas. Estas estrategias podrían incluir el desarrollo de pequeñas moléculas dirigidas específicamente a interruptores de tiol y cascadas de señalización redox desreguladas, o la generación localizada de especies reactivas de oxígeno, por ejemplo, por fuentes de plasma físico frío. Este número especial está dedicado a los oxidantes y la señalización redox.
Uno de los artículos es un artículo de revisión titulado «La Regulación Redox de los Procesos Inflamatorios se Controla Enzimáticamente.»I. Lorenzen et al. introducir moléculas activas redox. Resumen las distintas funciones e implicaciones patológicas de las enzimas que regulan su producción y descomposición, como las proteínas de la familia de la nicotinamida adenina dinucleótido fosfato oxidasas (NOX), óxido nítrico sintasas (NOS), superóxido dismutasas (SOD) y tiorredoxina (TRX). Además, los autores describen interruptores de tiol reguladores en el factor nuclear kappa B (NFkB), una desintegrina y metaloproteinasa 17 (ADAM17) y la proteína de caja 1 de grupo de alta movilidad (HMGB1), así como en vías relacionadas con la señalización inflamatoria, incluidas las cascadas de TLR.
En el artículo «El Diglucósido Sintético de Lignano Secoisolariciresinol Previene la Activación del Inflamasoma NLRP3 Inducido por Amianto en Macrófagos Murinos», R. A. Pietrofesa et al. analizar el uso potencial de LGM2605 en quimioprevención del mesotelioma inducido por asbesto. Se demostró anteriormente que el LGM2605 inducía la expresión génica de antioxidantes regulados por factores nucleares (derivados de eritroides 2) como 2 (Nrf2) y reducía los niveles celulares de especies reactivas, inducidas por el asbesto. Aquí, los autores muestran que LGM2605 reduce significativamente la expresión inducida por asbesto del inflamasoma NLRP3, iNOS y NFkB, así como la liberación de citoquinas proinflamatorias, niveles de nitratos/nitritos y activación de NFkB.
El trabajo titulado «El Plasma Atmosférico Frío Induce la Apoptosis y la Regulación de la Vía de Estrés Oxidativo en Células de Leucemia Linfoblastoide T» de E. Turrini et al. con el objetivo de analizar mecánicamente el impacto del plasma atmosférico frío y la inducción de especies reactivas de oxígeno y nitrógeno (ROS/RNS) en la apoptosis, el daño al ADN y la regulación ascendente consecutiva de enzimas relacionadas con el redox, como la superóxido dismutasa, la catalasa y la glutatión reductasa, conectando así las especies generadas por plasma de corta vida a las vías de señalización redox celular central.
En el artículo «Toxicidad e Inmunogenicidad en Melanoma Murino tras la Exposición a Oxidantes Físicos Derivados del Plasma», S. Bekeschus et al. demostrar los efectos anticancerígenos del plasma físico frío en las células de melanoma in vitro. Específicamente, estas células están sujetas a oxidación mediada por plasma, muerte celular y motilidad reducida de las células viables restantes. Esto se acompaña de alteraciones en las propiedades biomecánicas, es decir, un aumento de la rigidez y la regulación diferencial de las proteínas zonula ocludens 1 (ZO1) en las células de melanoma tras el tratamiento con plasma. Es importante destacar que el tratamiento con plasma aumenta la expresión de moléculas principales del complejo de histocompatibilidad clase I y calreticulina, dos proteínas principales para el reconocimiento y la fagocitosis de células presentadoras de antígenos necesarias para montar una respuesta inmunitaria.
En el artículo «2-Deoxy-D-glucose Restore Glucocorticoid Sensitivity in Acute Lymphoblastic Leukemia via Modification of N-linked Glycosylation in an Oxygen Tension-Independent Manner» de Z. Leni et al., se describe una posible manera de abordar el problema de la quimiorresistencia en la leucemia infantil. Al suministrar un análogo de glucosa a diferentes líneas celulares de leucemia linfoblástica aguda, los autores pudieron mostrar una destrucción eficiente de las células cancerosas acompañada de estrés del retículo endoplásmico e inducción de las respuestas proteicas desplegadas. Ambos procesos son críticos para provocar la muerte celular inmunogénica que, en principio, es capaz de impulsar la inflamación y las respuestas inmunitarias antitumorales.
El trabajo de L. Hu et al. el título «The Protective Roles of ROS-Mediated Mitophagy on 125I Seeds Radiation Induced Cell Death in HCT116 Cells» revela un papel crítico de la fagocitosis de mitocondrias dañadas en la muerte celular inducida por irradiación. Al exponer células de cáncer de colon humano a irradiación derivada de yoduro in vitro, encontraron una regulación ascendente de ROS y dianas intracelulares (por ejemplo, factor α inducible a hipoxia, HIF1a; BCL2 / adenovirus E1B 19 kDa proteína 3 que interactúa con proteínas, BNIP3; proteína X similar a NIP3, NIX) que participan en la inducción de la mitofagia, protegiendo a las células cancerosas de la muerte celular. Los autores sugirieron vías mitofágicas para servir como posibles dianas farmacológicas en el futuro.
En el artículo de revisión «El Perfil de Expresión Génica de Estrés Oxidativo Se Correlaciona con el Mal Pronóstico de los Pacientes con Cáncer: La Identificación de Vías Cruciales Podría Seleccionar nuevos Enfoques Terapéuticos» por A. Leone et al., los autores discuten el papel de doble cara de las especies reactivas de oxígeno en el inicio, la progresión y el pronóstico del cáncer. Su análisis, que abarca 6 tipos de tumores distintos, se basa en perfiles genéticos de estrés oxidativo específicos del tipo de cáncer y en datos de la base de datos Atlas del Genoma del Cáncer. Entre los genes estadísticamente significativos relacionados con el inicio y la progresión del cáncer, los autores encontraron que la caja Forkhead M1 (FoxM1) y la tiorredoxina reductasa 1 (TrxR1) son fundamentales para la regulación de los niveles de estrés oxidativo en todos los tipos de tumores analizados. Además, A. Leone et al. discuta cómo las redes de señalización identificadas se correlacionan con las firmas de células madre cancerosas y proporcione ese conocimiento sobre qué vías redox podrían priorizarse para el desarrollo de terapias nuevas.
Agradecimientos
El equipo editorial invitado desea agradecer a todos los autores de los trabajos y artículos de revisión presentados a este número especial. Estamos muy agradecidos a los numerosos revisores, que han donado su tiempo, conocimiento y experiencia a cada artículo. Esperamos que disfrute de este número especial, dedicado al apasionante campo de la señalización redox con énfasis en el cáncer, la inflamación y la medicina del plasma.
Sander Bekeschus
Lars Bräutigam
Kristian Wende
Eva-Maria Hanschmann