Actividad enzimática de las células MCF-7 de cáncer de mama para biotransformar gestodeno a metabolitos no fenólicos capaces de inducir la proliferación celular Público Deposited

Gestodene, a synthetic 19-norprogestin has been used as contraceptive agent for millions of women. Epidemiological studies have raised concern over the relationship between contraceptive therapy with 19-norprogestins and a risk to develop breast cancer. Results from several studies have demonstrated that gestodene stimulates proliferation of estrogen-dependent MCF-7 breast cancer cells, effect that was inhibited by the presence of an antiestrogen, but not by an antiprogestin. A question arises because gestodene does not interact with estrogen receptors nor is able to be aromatized. Previous reports from our laboratory have shown that radiolabelled 19-norprogestins norethisterone and levonorgestrel, incubated with steroid target organs, undergo extensive enzymatic reductions on A-ring of their molecule, to form dihydro and tetrahydro metabolites which bind to estrogen receptor and were able to induce estrogen-like effects, in experimental models. The aim of the present study was to investigate the capacity of MCF-7 cells to metabolize [14C]-Gestodene, using an isotope dilution technique, as well as to determine the effect of gestodene and its reduced derivatives, to induce MCF-7 cell proliferation, in the presence or absence of steroid antagonists. Cell proliferation was determined by fluorometric quantitation of cell DNA content. Our results demonstrated that MCF-7 cells were able to biotransform gestodene into 5α-dihydro, 3α,5α-tetrahydro and 3β,5α-tetrahydro metabolites, which efficiently induced MCF-7 cell proliferation that was inhibited by an antiestrogen ICI 182,780, but neither by an antiprogestin RU 486 nor antiandrogen Flutamide. Our findings can contribute to understand the mode of action of gestodene in order to induce estrogen-like effects, such as MCF-7 cell proliferation.

El gestodeno (GSD) es una progestina sintética derivada de la 19- nortestosterona, que en diversas formulaciones farmacéuticas, ha sido utilizado por millones de mujeres como agente regulador de la fertilidad. A partir de los estudios epidemiológicos realizados por la Organización Mundial de la Salud, en los que se sugiere que existe una relación entre el uso de formulaciones anticonceptivas que contienen estrógenos y progestágenos con el incremento en el riesgo de cáncer de mama, aparecieron en la literatura un importante número de reportes contradictorios, ya que mientras algunos autores consideran que es el estrógeno el responsable del incremento de ese riesgo, otros se lo atribuyen a las progestinas. Aun cuando los efectos de los estrógenos sobre el inicio y la progresión del cáncer de mama han sido bien estudiados, se desconoce el riesgo al que pueden estar expuestas las mujeres bajo tratamiento anticonceptivo o de reemplazo hormonal con progestinas sintéticas. Existe una serie de estudios que han demostrado que las progestinas sintéticas, incluido el GSD, fueron capaces de inducir in vitro la proliferación de las células MCF-7 de cáncer de mama. Este efecto de tipo estrogénico, sobre la proliferación celular, es difícil de explicar debido a que el GSD y otras progestinas como la Noretisterona y el Levonorgestrel no interactúan con los receptores intracelulares de estrógenos; además de que por impedimentos estéricos en su molécula, no es posible su aromatización. Los estudios previos del grupo de investigación con el cual se realizó el presente trabajo, han demostrado que en diferentes órganos blanco a la acción de hormonas esteroides como hipotálamo, hipófisis y próstata ventral de roedores, las progestinas sintéticas 19-nor se biotransforman en metabolitos nofenólicos 5-dihidro y 3,5- y 3,5-tetrahidros. Un hallazgo importante fue que los tetrahidros de las progestinas estudiadas interactúan, aunque con baja afinidad, con los receptores intracelulares de estrógenos y que además, son capaces de inducir efectos de tipo estrogénico en diferentes modelos experimentales. El objetivo del presente trabajo fue investigar tanto la capacidad enzimática de las células de cáncer de mama MCF-7 para biotransformar GSD en sus metabolitos reducidos en el anillo A, como explorar el efecto de GSD y sus derivados 5-reducidos sobre la proliferación de las células MCF-7 mantenidas en cultivo. Para estudiar el metabolismo del GSD, se empleó la técnica de dilución isotópica inversa, utilizando como sustrato al GSD-[ 14C]. Esta técnica incluye cromatografía en placa fina en sistemas de disolventes de diferente polaridad y la recristalización de los metabolitos isotópicamente marcados, hasta la obtención de actividad específica constante. Los resultados de estos estudios demostraron que las células MCF-7 biotransformaron eficientemente al GSD-[ 14C] en los metabolitos no-fenólicos 5-dihidroGSD y los tetrahidros 3,5-GSD y 3,5- GSD. El efecto del GSD y de sus derivados dihidro y tetrahidros sobre la proliferación de las células MCF-7 se evaluó mediante la determinación del contenido del DNA. Los resultados obtenidos demostraron que los derivados tetrahidro reducidos, producto de la conversión metabólica del GSD incrementaron la proliferación de las células MCF-7, de manera similar, aunque con menor eficiencia a como lo hizo el estradiol, empleado como control positivo, mientras que la molécula original de GSD así como el derivado 5-reducido, indujeron la proliferación celular sólo a las más altas concentraciones (100 nM y 1000 nM) y en los tiempos más prolongados de tratamiento (48 y 72 h). En experimentos adicionales dirigidos a comprender el mecanismo por el cual GSD y sus metabolitos inducen la proliferación de las células MCF-7, estos se incubaron en presencia o ausencia de los siguientes antagonistas de hormonas esteroides: ICI 182,780 (antiestrógenos), Flutamida (antiandrógenos) y RU 486 (antiprogesterona). Los resultados mostraron que el antiestrógeno inhibió eficientemente la proliferación de las células MCF-7 inducida por los dos tetrahidros de GSD mientras que, ni la antiprogestina ni el antiandrógeno inhibieron la proliferación celular inducida por estas moléculas. Los resultados en su conjunto, mostraron que las células MCF-7 tienen la capacidad enzimática para biotransformar GSD en sus tetrahidros, siendo el 3,5, y el 3,5 los responsables de la proliferación de las células MCF-7 de cáncer de mama y no GSD. Asimismo, sugieren fuertemente que el efecto de los tetrahidros sobre la proliferación de las células MCF-7 es mediado a través del receptor de estrógenos.

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