Rol de HO-1 en la regulación de la inflamación asociada al cáncer de próstata. Compartimentalización subcelular y función

• Autores: Elguero, María Belén
• Año de publicación: 2013
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Vazquez, Elba Susana; De Siervi, Adriana
• Materia: CANCER DE PROSTATA; HEMO OXIGENASA-1; STAT3; RECEPTOR DE ANDROGENOS; INFLAMACION; PROSTATE CANCER; HEME OXYGENASE-1; STAT3; ANDROGEN RECEPTOR; INFLAMMATION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El cáncer de próstata (PCa) es la segunda causa de muerte por esta enfermedad entre los hombres occidentales. Los andrógenos y el receptor de andrógenos (AR) son críticos para el desarrollo del PCa. El AR recluta varios co-activadores/co-represores y factores de transcripción modificando la expresión de genes blanco. Se han identificado varios mecanismos que activan al AR entre ellos la vía de señalización de STAT3. Trabajos previos de nuestro laboratorio demostraron la expresión nuclear de HO-1 en carcinomas primarios de próstata. In vitro la inducción de HO-1 disminuyó la proliferación, la invasión y la migración celular y retardó el crecimiento tumoral y la angiogénesis in vivo. Nuestra hipótesis es que HO-1 podría actuar como un co-regulador de receptores nucleares o bien modificar el microambiente tumoral modulando la expresión de factores que actuarían como coreguladores. En este trabajo de tesis nos propusimos investigar si HO-1 afecta la actividad transcripcional del AR a través del eje STAT3. Demostramos que la inducción de HO-1 en las células de PCa reprime la activación del AR, disminuyendo la actividad del promotor y los niveles del ARNm del antígeno prostático específico (PSA). Comprobamos que la sobreexpresión de HO-1 induce arresto del ciclo celular en G2/M. Mediante inmunoprecipitación de la cromatina determinamos que HO-1 se asocia a promotores génicos, revelando una nueva función nuclear para esta proteína. Mediante ensayos de co-inmunoprecipitación mostramos que HO-1 y STAT3 interaccionan directamente. Por medio de microscopía confocal demostramos que HO-1 provoca la retención citoplasmática de STAT3. El tratamiento con hemina (inductor específico de HO-1) impidió la inducción de la expresión de los genes targets de STAT3, coincidente con la disminución de los niveles de pSTAT3 en el núcleo. Estudios in vivo confirmaron la reducción de la localización nuclear de STAT3 en los xenotransplantes de células PC3 que sobre-expresan HO-1. Adicionalmente, NFκB, un factor relevante en la inflamación y que forma complejos con STAT3, también queda inactivo retenido en el citoplasma cuando se induce HO-1. Estos resultados proveen una función nueva para HO-1 reprimiendo la actividad transcripcional del AR en PCa e interfiriendo con la señalización de STAT3. Estos hallazgos sustentan nuestra proposición acerca del nuevo rol que posee HO-1, más allá de su actividad catalítica.
Activation of the androgen receptor (AR) is a key step in the development of prostate cancer (PCa). Several mechanisms have been identified in AR activation, among them signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) signaling. Recent studies suggest that heme oxygenase 1 (HO-1) may play a key role in PCa, independent of its catalytic function. We sought to explore whether HO-1 operates on AR transcriptional activity through the STAT3 axis. Our results display that HO-1 induction in PCa cells represses AR activation by decreasing the prostate-specific antigen (PSA) promoter activity and mRNA levels. We also show that HO-1 over expression in PC3 cells induces the arrest of the cell cycle in G2/M. Strikingly, this is the first report to show by chromatin immunoprecipitation analysis that HO- 1 associates to gene promoters, revealing a novel function for HO-1 in the nucleus. Furthermore, HO-1 and STAT3 directly interact as determined by co-immunoprecipitation studies. Forced expression of HO-1 increases in vitro and in vivo STAT3 cytoplasmic retention. When PCa cells were transfected with a constitutively active STAT3 mutant, PSA and STAT3 downstream target genes were abrogated under hemin treatment. Additionally, a significant decrease in pSTAT3 protein levels was detected in the nuclear fraction of these cells. Confocal microscopy images exhibit a decreased rate of AR/STAT3 nuclear colocalization under hemin treatment. The inflammatory key factor NFκB was shown to interact with both STAT3 and AR and its nuclear translocation was impaired by hemin treatment. These results provide a novel function for HO-1 down-modulating AR transcriptional activity in PCa cells, interfering with STAT3 signaling, evidencing HO-1 role beyond heme degradation.
Fil: Elguero, María Belén. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.