Introducción/antecedentes: El carcinoma hepatocelular (HCC) es un problema de salud mundial. Ocupa el sexto y tercer lugar en incidencia y mortalidad, respectivamente (Abe y Kamimura, 2023; Amin et al., 2025; Chan et al., 2025; Siegel et al., 2024). El HCC puede producirse por infección con virus hepatotrópicos, consumo de alcohol, toxicidad por xenobióticos (Kale et al., 2024; Zheng et al., 2025) e ingesta de dietas enriquecidas con lípidos o fructosa (Chávez-Rodríguez et al., 2025; Simoni-Nieves et al., 2021). La inflamación crónica, como proceso, exacerba la agresividad del tumor (Yu et al., 2018). Los tumores más agresivos poseen alta vascularización e infiltración leucocitaria, incluyendo macrófagos asociados a tumores (TAMs), demostrados en animales con dietas enriquecidas con colesterol (Enríquez-Cortina et al., 2017; Simoni-Nieves et al., 2021). Los TAMs juegan un papel importante en la evolución del HCC y se encuentran en niveles elevados en el microambiente tumoral (TME), formando parte del microambiente inmunitario tumoral (TIME) (Keren et al., 2018; Li et al., 2024). Los macrófagos “M1-like” eliminan patógenos y células transformadas mediante fagocitosis y las especies reactivas de oxígeno (ROS) (Tian et al., 2019; Zheng et al., 2023). Los TAMs o macrófagos “M2-like” (CD206+), desencadenan respuestas protumorales e inmunosupresoras (Li et al., 2024; Luo et al., 2024; Yuan et al., 2025). Las interleucinas (IL) como IL-4/13 (Ji et al., 2017; Little et al., 2019) o el factor de crecimiento transformante (TGF)-β provocan una polarización “M2-like” y la promoción tumoral (Zhang et al., 2016). Además, el TGF-β posee efectos pleiotrópicos dentro del TIME (Jin et al., 2022; Ning et al., 2021) El factor de diferenciación de crecimiento (GDF)-11, miembro de la superfamilia del TGF-β, presenta propiedades antitumorales, a diferencia de TGF-β, particularmente en HCC. El GDF11 usa el mecanismo mediado por las proteínas Smad 2/3 (Gerardo-Ramírez et al., 2023). Además, GDF11 reduce la proliferación, invasión, migración, metabolismo lipídico y bioenergético, promoviendo la transición mesenquimal-epitelial (MET) (Gerardo-Ramírez et al., 2019; Hernández et al., 2021). Ya hemos descrito los efectos en leucemias (Sánchez-Rodríguez M et al., 2025), lo que nos dirige a postular al GDF11 con un enfoque terapéutico contra el núcleo tumoral y sus componentes del TIME, como los TAMs. La propuesta de dos ejes podría representar una innovación para combatir al HCC, en combinación con la inmunoterapia actual u otras terapias dirigidas. En general, esta investigación describe la mitigación de la respuesta protumoral mediada por el GDF11 contra macrófagos “M2-like” y su relación con las células derivadas del HCC. Justificación: El cáncer es una enfermedad mortal según la OMS ( https://www.who.int/news- room/fact-sheets/detail/cancer). Los tumores malignos, como el cáncer de hígado, ocupan por su incidencia lugares preocupantes en el mundo actual y se espera un incremento de 1,52 millones de casos nuevos para el año 2050 (Chan et al., 2025). En México ocupan el tercer lugar en las muertes relacionadas con el cáncer. El comunicado de prensa mexicano más reciente reportó que en 2023 se produjeron 799,869 nuevas muertes, de las cuales 11.4 % fueron relacionadas con cáncer; dentro de este, el 52.4 % en mujeres y el 47.6 % en hombres. Cabe destacar que el cáncer de hígado y de las vías biliares intrahepáticas se encuentra entre las cuatro causas de muerte más frecuentes en el país (INEGI, 2025). Además, en México es preocupante la alta ingesta de dietas ricas en lípidos, factor clave para el desarrollo de enfermedad metabólica esteatósica asociada a disfunción metabólica MASLD y esteatohepatitis asociada a enfermedad metabólica (MASH), los cuales desarrollan subtipos de HCC muy agresivos (Chávez-Rodríguez et al., 2025; Enríquez-Cortina et al., 2017; Simoni-Nieves et al., 2021) y resistentes a la inmunoterapia actual (Pfister et al., 2021). Asimismo, el reclutamiento de TAM dificulta su tratamiento debido a su relación favorable con las células transformadas (Escobedo-Calvario et al., 2022). Un tratamiento más específico con dos ejes, es decir, que destruya las células cancerosas de HCC y revierta la polaridad de los TAMs, sería la terapia ideal para esta enfermedad. Por lo tanto, el abordaje de esta estrategia en modelos experimentales in vitro es el primer paso para comprobar su efectividad y posteriormente trabajar con modelos preclínicos. Hipótesis: El GDF11 también puede reprogramar el TIME, dirigiéndose específicamente a los TAMs con polaridad “M2-like”, reduciendo así su cooperación maligna con las células transformadas de HCC. Objetivo: Evaluar la respuesta antitumoral del GDF11 en macrófagos “M2-like” en interacción con líneas celulares de HCC. Objetivos específicos: 1) Evaluar los efectos antitumorales del GDF11 en macrófagos. 2) Evaluar la polaridad de los macrófagos “M2-like” en respuesta a GDF11. 3) Caracterizar el estado metabólico y redox inducido por GDF11 en macrófagos polarizados. 4) Evaluar la respuesta de los macrófagos “M2-like” tratados con GDF11 en la línea celular Huh7. 5) Determinar la secreción de citocinas mediada en macrófagos tratados con GDF11. Material y métodos: Macrófagos diferenciados con forbol-12-miristato-13-acetato (PMA) fueron tratados con GDF11 recombinante humano (50 ng/ml) cada 24 h. Para la activación de macrófagos se aplicaron lipopolisacárido (LPS), interferón gamma (IFN-γ), IL-4, IL-13 y TGF-β según la polaridad requerida. Las técnicas o ensayos utilizados en el estudio fueron los siguientes. 1) Manejo de los cultivos celulares de la línea THP-1, derivada de monocitos con capacidad de diferenciarse en células con características de macrófagos, y las células Huh7 derivadas de un hepatoblastoma, tumor hepático. 2) Ensayos de viabilidad y proliferación celular con cristal violeta y CCK-8. 3) Polarización de macrófagos utilizando los estímulos correspondientes de cada polaridad. 4) Tratamientos con GDF11 posteriores a la polaridad específica adquirida en macrófagos. 5) Obtención de macrófagos por métodos no enzimáticos. 6) Citometría de flujo para evaluar la expresión del marcador CD206 en macrófagos. 7) Aislamiento y cuantificación de proteínas. 8) Detección de proteínas específicas por inmunoblot. 9) Determinación metabólica en tiempo real utilizando inhibidores específicos para determinar la tasa de acidificación extracelular (ECAR) y la tasa de consumo de oxígeno (OCR). 10) Detección de ROS y fagocitosis por métodos semicuantitativos usando DHE. 11) Cuantificación de colesterol total por OPA. 12) Evaluación de la migración celular por ensayos de herida- cicatriz. 13) Detección de citocinas en medios condicionados (CM) de macrófagos. 14) Análisis estadístico usando el software GraphPad Prism 8. Todos los datos son presentados como promedio ± error estándar de la media (± SEM) con prueba de análisis de varianza (ANOVA). El valor de p < 0.05 fue considerado como significativo. Resultados y discusión: Nuestro estudio demostró que GDF11 activa la vía canónica de las proteínas Smad 2/3 mediante fosforilación (Figura 6), sin efectos citotóxicos ni proliferativos en la línea THP-1 diferenciada a macrófagos (Figura 6), tal y como se ha reportado en otros modelos celulares. Además, se logró replicar y estandarizar la polaridad de macrófagos “M2- like” (CD206+) mediante el uso de IL-4, IL-13 (Figura 7) o medios condicionados (CM) derivados de células Huh7 (Figura 8); sin embargo, se continuó el protocolo con tratamiento con ILs y así tener un modelo más controlado. Más adelante, proporcionamos evidencia de que el GDF11 disminuye la polaridad de los macrófagos “M2-like” en tiempos de 72 h y 144 h, ya que promovió la reducción del marcador CD206 en las poblaciones (Figura 9), hecho que sugiere una pérdida de propiedades protumorales en estos leucocitos. Por otro lado, el GDF11 también afectó la bioenergética mitocondrial (Figura 11) y el metabolismo de colesterol (Figura 12) en los macrófagos, lo que podría afectar respuestas específicas como ocurre con el inmunometabolismo de muchas células blancas. Más adelante, la aplicación de GDF11 indujo cambios en el estado redox y aumento en las especies reactivas de oxígeno (ROS), independientemente de la polaridad, lo que sugiere un fenotipo de macrófagos “M1-like” (Figura 13). El mismo incremento se comparó con macrófagos tratados con perlas de látex para simular un proceso de fagocitosis y detección indirecta por ROS (Figura 13). En todos los experimentos se recuperó el CM de macrófagos tratados o no con GDF11, el cual fue aplicado en diferentes diluciones sobre células Huh7, estandarizando la dilución 1:10 de macrófagos “M2-like” como idónea, ya que incrementa la migración de estas células sin afectar la viabilidad (Figura 14). Acorde a lo esperado, todos los CM derivados de macrófagos tratados con GDF11 redujeron los parámetros de agresividad tales como proliferación y migración comparados con el control no tratado (NT) (Figuras 15 y 16). Los datos muestran, más que disminuir, un proceso de neutralización de los parámetros mencionados, es decir, retrasa el incremento del número de células y la cicatrización de la herida. Subsecuentemente, para demostrar que este efecto fue debido a la secreción del macrófago y no a posibles restos de GDF11, utilizamos un anti-GDF11 como control. Los resultados mostraron que los parámetros de agresividad de igual manera fueron retardados sobre las células Huh7 (Figura 17). Finalmente, nosotros evaluamos el contenido de los CM usando un kit de detección específica de 42 citocinas, las cuales se encontraron alteradas por el tratamiento con GDF11 (Figura 20). Esto demuestra que esta molécula modifica los efectos protumorales de los TAMs o macrófagos “M2-like”, y que a su vez compromete el comportamiento de las células derivadas de HCC. Conclusión: Nuestro estudio in vitro demostró que los macrófagos “M2-like” mediante la aplicación de rGDF11 reducen y alteran sus efectos protumorales, lo que podría convertirse en una estrategia eficaz para controlar o mitigar la agresividad de los tumores sólidos, incluido el HCC.
Introduction. Hepatocellular carcinoma (HCC) represents one of the most aggressive cancers worldwide. Chronic inflammation supports tumor aggressivity and evolution, and the infiltration of specific leukocytes, such as tumor-associated macrophages (TAMs), also known as M2-like macrophages, which they associated with the most aggressive behavior. M2-like macrophages execute the growth and migratory capacity of cancer cells, including those of HCC. Contemporary therapies are not well optimized for abolishing transformed cells or counteracting the tumor immune microenvironment (TIME) leukocytes, especially TAMs. Growth differentiation factor 11 (GDF11) could represent an optimistic dual therapeutic target owing to its reported anti-tumorigenic and immunomodulatory properties. Aim. To characterize the effects of GDF11 in M2-like macrophages and the HCC cell interaction using a functional in vitro model. Methodology. The research used THP-1 and Huh7 cell lines. Recombinant GDF11 (50 ng/mL) was applied every 24 h on THP-1 differentiated macrophages with M2-like polarization employing IL-4 and IL-13. Firstly, the effects of GDF11 on signaling, viability, proliferation, phenotype, morphology, metabolism, and redox state in macrophages were characterized. Thereafter, conditioned media (CM) were extracted from macrophages, and indirect co-cultures were performed using Huh7 cells. The key functional parameters were assessed through proliferation and migration assays. Finally, we characterized the content of the CM using the cytokine array membrane assay. Results. Our study demonstrated that GDF11 activates the canonical pathway Smad 2/3 without cytotoxic or proliferative effects. Moreover, we provide evidence that GDF11 diminishes the pro-tumoral features of M2-like macrophages. GDF11 promotes the reduction of the M2 macrophage marker, cluster of differentiation 206 (CD206), suggesting a loss of pro-tumoral properties in these leukocytes. Furthermore, GDF11 induced changes in metabolism and a climb in reactive oxygen species (ROS). Extraction of CM derived from GDF11-treated M2-like macrophages revealed a reduction in the proliferation and migratory capacity of liver cancer cells. Furthermore, the cytokine profile was altered by GDF11 application, exhibiting that this molecule modifies the pro-tumoral effects of TAMs, which in turn impact the behavior of HCC-derived cells. Conclusions. This in vitro study suggests that mitigating tumor-promoting factors, such as M2-like macrophages, by applying GDF11 may become an effective strategy for controlling or mitigating the aggressiveness of solid tumors, including HCC.
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