NF-κB es un importante factor de transcripción dimérico, expresado en el citoplasma de todos los tipos celulares. Desempeña un papel crucial en diversos procesos biológicos, incluyendo la respuesta inmune, la inflamación, la supervivencia y desarrollo celular, la respuesta al estrés y la maduración de distintos tipos celulares. Aunque se requiere la activación de NF-κB para proteger a los organismos de los efectos ambientales, la actividad desregulada de NF-κB lleva al desarrollo de diversos trastornos autoinmunes incluyendo artritis reumatoide, aterosclerosis, enfermedades inflamatorias del intestino, esclerosis múltiples y desarrollo de cáncer82.
El sistema de señalización de NF-κB consiste en heterodímeros u homodímeros formados por 5 miembros: RelA (p65), RelB, cRel, NF-κB1 (p105/p50) y NF-κB2 (p100/p52). Los diferentes complejos diméricos se expresan en cualquier tipo celular, siendo p65/p50 el dímero predominante en piel82. p65, RelB y c-Rel tienen un dominio de unión a DNA (dominio de homología Rel), y un dominio de transactivación a través del cual activan la transcripción de los genes. Por el contrario, p50 y p52 solo tienen un dominio de unión a DNA y carecen de un dominio de transactivación, por lo que p50 y p52 solo son capaces de promover la transcripción de genes si forman un heterodímero con p65, RelB, c-Rel o con el coactivador Bcl-3, que tiene un dominio de transactivación que cambia las propiedades de transcripción de p50 o p52, de un estado represor a un estado de activación83.
Se han descrito 2 vías principales de activación de NF-κB: la vía canónica o clásica y la vía no canónica o alternativa (Figura 5).
Las proteínas inhibidoras clásicas en el sistema de señalización de NF-κB, están formadas por la familia IκBs: IκBα, IκBβ, Bcl-3, IKKγ, IκBɛ y las proteínas precursoras p100 y p105. En células no estimuladas, IκB se une a la secuencia de localización nuclear de los dímeros NF-κB, inhibiendo su translocación nuclear. Tras la estimulación celular, el complejo IκB quinasa (IKK) fosforila IκB, marcándolo para su ubiquitinación y consiguiente degradación vía proteosoma, liberando los dímeros NF- κB y su translocación al núcleo82.
En la vía canónica de activación de NF-κB desempeña un papel esencial el
complejo IκB quinasa (IKK) está formado por 2 subunidades catalíticas, IKKα e IKKβ, y una subunidad reguladora, IKKγ o NEMO. El complejo IKK está implicado en la activación de la vía NF-κB, por medio de la fosforilación de la familia de inhibidores IκB84.
La vía canónica se activa mediante señales pro-inflamatorias como las citoquinas (IL-1β, TNF-α), moléculas asociadas a patógenos (PAMPs), lipopolisacáridos (LPS), receptores de células T y B (TCR y BCR, respectivamente). Tras la estimulación de estas señales, los receptores de la familia TNF, en este caso TRAF2 y TRAF6, con función ubiquitin ligasa K63, inducen la autoubiquitinación y ubiquitinación de proteínas dianas implicadas en la activación del complejo quinasa IKK (como NEMO), y la fosforilación de IKKα/β. La activación del complejo IKK conduce a la fosforilación, poliubiquitinación y degradación principalmente de IκBα, liberando los dímeros de NF- κB que migran al núcleo y activan sus correspondientes genes diana82,85,86.
La vía no canónica de activación de NF-κB está mediada por la participación de
homodímeros de IKKα y del procesamiento de p100 y p105 (que actúan como inhibidores IκB). Los estímulos que activan la señalización no canónica incluyen β- linfotoxina (LTβ), factor activador de células B (BAFF), ligando CD40 y el receptor del activador de ligando NF-κB (RANKL). La unión al receptor induce la activación de NIK, que activa un complejo formado por dímeros de IKKα; éste fosforila p100, lo que conduce a su proteólisis parcial, originando p52, la cual forma parte del herodímero p52/RelB87.
La ubiquitinación de Bcl-3 en residuos K63 ha sido descrita como un mecanismo atípico de activación de NF-κB que se ha encontrado en querationocitos83. En ella, CYLD interacciona físicamente con Bcl-3 a través de una región específica que es diferente al dominio que media la unión a TRAF2 y a NEMO. CYLD inhibe la ubiquitinacion en K63 y la translocación nuclear de Bcl-3.
Figura 5. Principales vías de activación de NF-κB. La vía clásica (izquierda) se inicia principalmente
tras la señalización por citoquinas pro-inflamatorias (TNF-α) y la vía alternativa (en medio) a través de ligandos como LTα/β, CD40L o BAFF. Activacion de NF-κB por la ubiquitinacion de Bcl-3 (derecha). Imagen modificada de Ikeda 2006.
3.1 NF-κB en el desarrollo tumoral
La vía de NF-κB está constitutivamente activada en una gran variedad de tumores hematológicos y de tumores sólidos. Esta vía regula la expresión de numerosos genes implicados en distintos aspectos del proceso tumoral88,89. Así, promueve la proliferación celular (activa la transcripción de los genes Ciclina D1 y c-Myc); estimula la supervivencia celular (aumenta la expresión de factores anti-apoptóticos como Bcl- 2, Bcl-XL o proteínas inhibidoras de apoptosis c-IAP) y favorece la angiogénesis y la migración celular (induce la expresión de VEGF, de metaloproteasas MMP2/9 y moléculas de adhesión VCAM-1, ICAM-1). Además puede ser activada por vías oncogénicas como PI3K/Akt o Ras90 y por oncoproteínas virales.
Muchos tumores están asociados a inflamación crónica91. Recientemente diversos estudios genéticos han mostrado una asociación entre inflamación, activación de NF-κB y desarrollo tumoral, indicando que NF-κB puede tener un papel pro- tumorigénico92–94. Utilizando diferentes modelos murinos de cáncer asociado a inflamación se ha observado que NF-κB promueve el desarrollo tumoral actuando a través de mecanismos diferentes en las células tumorales y en las células
inflamatorias asociadas al tumor. Por ejemplo, en un modelo de ratón de cáncer de colon asociado a colitis en el que se inactivó selectivamente IKKβ en enterocitos o en células mieloides, se demostró que la falta de activación de NF-κB contribuía a la promoción tumoral al suprimir la apoptosis de los enterocitos premalignos, mientras que en células mieloides estimulaba la producción de citoquinas que actúan como factores de crecimiento de los enterocitos tumorales92. Recientemente en el caso de algunos hepatocarcinomas y de tejido precanceroso de cirrosis (se estima que alrededor del 80 % de los hepatocarcinomas se desarrollan en pacientes que presentan cirrosis, con inflamación crónica del hígado) se ha detectado activación constitutiva de NF-κB. Se ha comprobado que el uso de inhibidores de NF-κB puede servir como agentes preventivos y terapéuticosde este tipo de lesiones95. En el caso de cáncer pulmonar se ha descrito que la inactivación de PTEN da lugar a una invasividad mayor de las células de cáncer de pulmón que está mediada por la activación de la vía PI3K/Akt/NF-κB, actuando en este caso también la activación de la vía de NF-κB como promotor de malignidad tumoral96. En el cáncer gástrico se ha encontrado que el incremento de la actividad de p50 en cáncer gástrico tiene efectos importantes en la proliferación y motilidad de las células tumorales, habiéndose encontrado en humanos que la homocigosis para un SNP (rs4648068 GG) de NF- κB1(que conlleva el incremento de actividad transcripcional de p50) está asociado a mayor riesgo de desarrollar cáncer gástrico en la población china97.
3.2 NF-κB en el desarrollo y progresión de los SCC cutáneos
El papel de NF-κB en el desarrollo de tumores de piel es complejo, ya que exhibe tanto propiedades de supresor como de promotor tumoral en diferentes tipos celulares98 . Durante un tiempo se ha sugerido que la señalización de NF-κB ejercía en los queratinocitos, funciones principalmente supresoras del desarrollo de tumores62. Por ejemplo los ratones transgénicos que expresan en la piel las subunidades p50 y p65 y tienen activada la vía de NF-κB, presentan solo una o dos capas de queratinocitos en la epidermis y tienen impedido el crecimiento celular99. En línea con estos resultados se encontró que los ratones K5-IκBα que expresaban un mutante de IκBα dominante negativo, no fosforilable por el complejo IKK (y por tanto no degradable), y tenían inhibida la vía de NF-κB, presentaban una epidermis hiperplásica y desarrollaban espontáneamente cSCC62. Sin embargo, también se ha descrito el efecto contrario, así se ha visto que en ratones sometidos a carcinogénesis química de piel en dos pasos, DMBA/TPA (en los que se produce la mutación y activación del gen Ha-Ras y el desarrollo de papilomas), la señalización de NF-κB dependiente de p65 promueve la formación de tumores de piel, demostrando además
que la inhibición de NF-κB impide tanto la iniciación como la promoción tumoral y la inducción de inflamación63. Otra observación a favor de la acción pro-tumoral de NF- κB en los cSCC son los resultados que muestran que la actividad de NF-κB aumenta con la progresión tumoral en la carcinogénesis de ratón100.