Efecto de los androstandioles sobre la proliferación de células de cáncer de mama humano Público Deposited
El cáncer de mama (CaM) es la primera causa de muerte oncológica en México en mujeres mayores de 25 años. En esta neoplasia maligna el papel de los estrógenos en el desarrollo y la progresión del CaM está bien documentado, no así el de los andrógenos, cuya participación sigue siendo controversial. Recientemente reportamos que la línea celular de carcinoma mamario MCF-7 puede biotransformar a la testosterona en los metabolitos 3α,5α-androstandiol (3α-Adiol) y 3β,5α-androstandiol (3β-Adiol), los cuales tienen la capacidad de unirse a ambos receptores de estrógenos, ejercen efectos de tipo estrogénico e inducen la proliferación celular. El objetivo del presente trabajo fue determinar si los androstandioles son capaces de inducir cambios en la proliferación celular y en la expresión de la ciclina D1, la cual es una proteína regulada por estrógenos y controla la transición de la fase G1 a S del ciclo celular. Las células MCF-7 se cultivaron en DMEM, libre de rojo fenol y adicionado con suero de bovino fetal al 2.5%, libre de esteroides. Las células se sincronizaron por privación de suero durante 48 horas y posteriormente se iniciaron los tratamientos. Utilizando la técnica de incorporación de 3H-timidina y azul tripano. La expresión de la proteína de la ciclina D1 se midió por Western blot después de 1, 3, 6, 12 y 21.5 horas, mientras que la expresión del ARNm que codifica a la ciclina D1 se midió por medio de RTPCR semicuantitativo a las mismas horas de incubación. Los resultados del efecto de los androstandioles sobre la proliferación de las células MCF-7 en función del tiempo demostraron que ambos androstandioles fueron capaces de inducir la proliferación celular, con un efecto máximo (2.1 veces vs control) después de 48 horas de incubación, de forma similar a la que ejerce el estradiol (E2; 1 X 10-9 M), pero con mayor concentración del 3α-Adiol (10-6 M) y del 3βAdiol (10-7 M). Cuando se analizó el efecto de los androstandioles sobre la expresión de la proteína de la ciclina D1 y su ARNm en las células MCF-7 se observó que los niveles del ARNm y la proteína de la ciclina D1 incrementaron significativamente comparados con el control, después del tratamiento con 3α-Adiol (10-6 M) o 3β-Adiol (10-7 M), en forma semejante al estradiol (E2; 10-9 M) pero en diferentes periodos de tiempo. El incremento en los niveles de la ciclina D1 inducido con 3β-Adiol se retrasa 3 h y con 3α-Adiol el retraso es de 9 h con respecto al inducido por estradiol. Se observó correlación entre los cambios en el nivel de expresión del ARNm y la proteína de la ciclina D1. En conclusión podemos decir que en ausencia de estradiol, los androstandioles pueden estimular la proliferación celular e inducir la expresión de genes que están regulados por estrógenos, en este modelo de estudio. Consideramos que estos resultados deben tomarse en cuanta cuando se utilicen terapias antineoplásicas basadas en inhibidores de la aromatasa.
Breast cancer is the leading cause of oncological death in Mexican women over 25 years old. In this malignancy, the role of estrogens in the development and progression of breast cancer is well documented, however participation of androgens remains controversial. Recently we reported that the breast carcinoma cell line MCF-7 can biotransform testosterone metabolites into 3α,5α-androstanediol (3α-Adiol) and 3β,5α-androstanediol (3β-Adiol), which have the ability to bind both estrogen receptors (alpha and beta), exert estrogen-like effects and induce cell proliferation. The aim of this study was to determine whether androstanediols were able to induce cell proliferation and changes in cyclin D1 expression, which is an estrogen-regulated protein that controls the transition from G1 to S phase cell cycle. MCF-7 cells were cultured in DMEM media without phenol red and supplemented with 2.5% fetal calf serum/charcoal stripped. MCF-7 cells were synchronized by serum deprivation for 48 hours and then incubated with each andostanediol or estradiol as positive control. Cell proliferation was measured by the 3H-thymidine incorporation and trypan blue techniques. Cyclin D1 protein expression was measured by Western blot after 1, 3, 6, 12 and 21.5 hours of incubation, while the expression of its mRNA was measured by semi-quantitative RT-PCR at the same times of incubation. The results show that both androstandiol are able to induce MCF-7 proliferation, with a maximal effect after 48 hours incubation (>2X vs. control) but higher concentrations of 3α-Adiol (10-6 M) and 3β-Adiol (10-7 M) were needed to exerted cell proliferation induced by estradiol (10-9 M). When we examined the effects of androstandiols on the expression of cyclin D1 protein and mRNA in MCF-7 cells, we observed that cyclin D1 mRNA and protein levels increased significantly, compared to vehicle-treated cells, after treatment with 3α-Adiol (10-6 M) or 3β-Adiol (10-7 M), nonetheless longer periods of times were needed to reach those levels obtained after estradiol treatment (10-9 M), since cyclin D1 increase were delayed 3 or 9 hours when MCF-7 cells were stimulated with 3β-Adiol or 3α-Adiol respectively. Correlation between cyclin D1 mRNA and protein levels of expression was observed. In this report we confirm that androstandioles can stimulate human breast cancer MCF-7 cell proliferation grown under estrogen-free conditions, and for the first time that demonstrate both androstandioles are able to induce the expression of Cyclin D1, a key protein that controls cell cycle progression. These results should be taken into account when using anti-hormone therapies against breast cancer based on aromatase inhibitors, since androstanediols concentrations may have proliferative estrogenic-like activity under certain conditions.
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