Exploring the role of chaperone-mediated autophagy pathway on drug resistance and ferroptosis in tumor cells

A quimiorresistência continua sendo um dos maiores desafios no tratamento antitumoral, sendo fundamental compreender os mecanismos moleculares envolvidos neste fenômeno. Um destes mecanismos é a autofagia – um processo de “reciclagem” de componentes celulares, ativado em alguns casos específicos, como o estresse metabólico – que tem recebido crescente atenção na literatura. A autofagia é classificada em três vias destintas: Macroautofagia (MA), Microautofagia (MI) e Autofagia Mediada por Chaperona (CMA). Embora a MA já tenha sido amplamente estudada no contexto tumoral, o papel da CMA ainda carece de investigações robustas. Neste contexto, investigamos a contribuição da CMA na quimiorresistência por meio da geração de linhagens celulares tumorais deficientes nessa via, obtidas pelo nocaute do gene LAMP2A (LAMP2AKO). Observamos que estas células apresentam resistência ao tratamento com doxorrubicina e cisplatina, quimioterápicos amplamente utilizados na prática clínica. Além disso, os níveis da enzima Heme Oxigenase-1 (HMOX-1) - conhecida por sua atuação na proteção contra danos oxidativos e amplamente associada à quimiorresistência - estavam significativamente elevados nas células LAMP2AKO em comparação às linhagens selvagens (WT). Para confirmar se o aumento de HMOX-1 seria, de fato, o responsável pelo fenótipo de resistência observado, induzimos farmacologicamente sua expressão com hemin e realizamos o co-tratamento das células com doxorrubicina e cisplatina. Como esperado, quando HMOX-1 foi induzido, linhagens tumorais WT – que anteriormente eram sensíveis – se tornaram mais resistentes à ambos tratamentos, confirmando seu envolvimento na quimiorresistência. Em seguida, avaliamos o envolvimento da via de CMA na resposta à indução de ferroptose. Células tumorais LAMP2AKO também foram mais resistentes à indução dessa via de morte celular. Considerando o papel central do metabolismo de ferro na ferroptose, analisamos proteínas relacionadas a essa via e identificamos níveis elevados de ferritina – que limita a ferroptose ao reduzir a biodisponibilidade de ferro intracelular - nas células CMA-deficientes. Além disso, células tumorais LAMP2AKO também apresentaram níveis elevados de NFE2L2/NRF2, fator de transcrição que regula positivamente HMOX-1 e FTH1 (gene que codifica a proteína ferritina). A análise dos níveis de KEAP1 – regulador negativo de NRF2 – revelou redução desta proteína em células LAMP2AKO. Como descrito na literatura, KEAP1 pode ser degradado por MA. Assim, investigamos a possibilidade de um mecanismo compensatório entre as vias de MA e CMA. De fato, observamos um aumento da atividade macroautofágica nas células tumorais LAMP2AKO. Nossas análises demonstraram que a deficiência da CMA leva à degradação aumentada de KEAP1 via MA, resultando em maior ativação de NRF2 e consequente indução de HMOX-1 e FTH1/Ferritin — fatores diretamente associados à resistência à quimioterapia e à ferroptose, respectivamente. Esses achados reforçam a importância funcional da CMA na modulação da resposta tumoral a diferentes formas de estresse terapêutico, destacando seu potencial como alvo em estratégias antitumorais.