Interacción entre las vías de transducción de señales activadas por el receptor de progesterona y las activadas por receptores con actividad de tirosina quinasa tipo I y II en cánc...

• Autores: Labriola, Leticia
• Año de publicación: 2002
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Elizalde, Patricia Virginia
• Materia: CANCER DE MAMA; RECEPTOR DE PROGESTERONA; RECEPTORES ERBBS; RECEPTOR TIPO I DE IGF; PROGESTAGENOS; HEREGULINA; BREAST CANCER; PROGESTERONE RECEPTOR; HEREGULIN; TYPE I IGF RECEPTOR; ERBBS RECEPTOR; PROGESTINS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Existe numerosa evidencia que indica que los progestágenos estáninvolucrados en el control de la tumorigénesis mamaria. A pesar de ello, losmecanismos por los cuales las hormonas esteroideas estimulan el crecimientode células de cáncer de mama no han sido todavía descifrados completamente. Uno de los mecanismos propuestos ha sido la regulación de la expresión defactores de crecimiento que actuarían como mitógenos de las células tumorales. En particular, se ha demostrado previamente en el laboratorio que Heregulina (HRG), ligando de receptores con actividad de tirosina quinasa (RTK) tipo I, estimula el crecimiento de células epiteliales provenientes decultivos primarios del tumor mamario progestágeno-dependiente C4HD ypotencia los efectos mitogénicos del acetato de medroxiprogesterona (MPA) (Balañá et al., 1999; 2001). La primera parte del presente trabajo se centró en el estudio deinteracciones entre los caminos de señalización activados por progestágenos ypor RTKS tipo I y II en el modelo de carcinogénesis mamaria inducida poracetato de medroxiprogesterona en ratones Balb/c (Molinolo et al., 1987; Lanari et al., 1989). El tratamiento de las células C4HD con MPA indujo tanto el aumentode los niveles proteicos de ErbB-2 como el aumento de su fosforilación. Habíamos demostrado anteriormente que el receptor tipo I del factor decrecimiento similar a la insulina (IGF-IR) y el ErbB-2 están involucrados en laproliferación de estas células mediada por MPA. Al estudiar el bloqueosimultáneo de ErbB-2 y IGF-IR sobre la proliferación inducida por MPA, no seobservaron efectos aditivos ni sinérgicos. Efectos aditivos hubieran sidoesperados si IGF-IR y ErbB-2 activaran vías de señalización independientes. Una interacción sinérgica hubiera existido si el camino de transducción deseñales activado por uno de los receptores potenciara el del otro receptor. Porlo tanto tan sólo un mecanismo que involucrara una interacción jerárquicaentre IGF-IR y ErbB-2, en el cual uno de ellos es esencial para la activación dedel otro, podía explicar nuestros resultados. En efecto, al suprimir la expresióndel IGF-IR, la fosforilación del ErbB-2 inducida por MPA se vio totalmenteinhibida. Sin embargo, el bloqueo de la síntesis de ErbB-2 no afectó lafosforilación del IGF-IR. Estos resultados muestran la existencia de unainteracción jerárquica entre IGF-IR y ErbB-2; por medio de la cual IGF—IR dirigela activación de ErbB-2. Se demostró, por primera vez, que esta interaccióninvolucra la asociación física de ambos receptores en un complejo heteromérico. Es más, experimentos de microscopía confocal laser mostraronque el MPA fue capaz de inducir la co-localización de ErbB-2 y IGF-IR. El propósito de la segunda parte del trabajo fue el de investigar lacapacidad de HRG de activar al receptor de progesterona (RP) utilizando elmismo modelo experimental que en la primera parte. Es así que pudimosobservar que HRG fue capaz de regular las características bioquímicas del RPen forma similar a la efectuada por la activación del receptor luego de la unióna un progestágeno. Se encontró que HRG fue capaz de inducir una disminuciónde los niveles proteicos de ambas isoformas, A y B, del RP y de disminuir lacantidad de sitios específicos de unión a progestágenos. Además, eltratamiento con HRG produjo un aumento de la proporción de RP conlocalización nuclear. Estudios posteriores nos permitieron saber que eltratamiento con HRG podía también inducir la unión del RP a su elementorespondedor en el ADN(PRE) y aumentar la transcripción de un gen reporteroque contenía dos PRE en su promotor. Un antiprogestágeno como el RU486provocó la inhibición de la activación transcripcional del RP mediada por HRG. Al profundizar en los mecanismos moleculares que estaban involucrados en losefectos de la HRG sobre el RP, pudimos observar que era necesaria lapresencia de ErbB-2 funcional así como de proteínas quinasas activadas pormítógenos (MAPK) en su estado activo. Es más, MAPKs activadas por HRGtuvieron la capacidad de fosforilar al RP en ensayos de fosforilación in vitro. Losmismos estudios se realizaron en la línea de carcinoma mamario humano T47Dobteniéndose resultados similares. Nuestros resultados mostraron que, en ausencia de progestágenos, HRG activa al RP tanto murino como humano mediante un mecanismo querequiere la presencia de ErbB-2 funcional así como la activación de MAPKs.
Accumulated evidence has indicated that progestins are involved incontrolling mammary tumorigenesis. Although the mechanisms by whichsteroid hormones stimulate growth of breast cancer cells have not beencompletely deciphered, regulation of the expression of growth factors which inturn act as mitogens for tumor cells, has already been proposed. Particularly, we have previously demonstrated that Heregulin (HRG)stimulates gowth of primary cultures of the progestin-dependent C4HDmammary tumor epithelial cells and potentiates medroxyprogesterone acetate (MPA) mitogenic effects (Balañá et al., 1999; 2001). The first part of the present study focused on interactions betweensignaling pathways activated by progestins and by type I and II receptortyrosine kinases (RTKs) in mammary tumors. An experimental model in whichthe synthetic progestin medroxyprogesterone acetate (MPA) induced mammaryadenocarcinomas in Balb/c mice was used (Molinolo et a|., 1987; Lanari et al., 1989). MPA-stimulated proliferation of epithelial cells from primary culturesof progestin-dependent tumors induced up-regulation of ErbB-2 protein levelsand tyrosine phosphorylation of this receptor. Recent findings in our laboratoryindicate that type I insulin-like growth factor receptor (IGF-IR) and ErbB-2 areinvolved in proliferative signaling pathways in C4HD cells. Thus, weinvestigated the potential antiproliferative effect of the simultaneous downregulationof ErbB-2 and IGF-IR. The simultaneous blockage of ErbB-2 and IGF-IR showed neither synergistic nor additive effects on the inhibition of MPA inducedproliferation of C4HD cells. Additive effects could have been expected if IGF-IR and ErbB-2 targeted different independent signaling pathways. Synergistic interaction could have been existed if one receptor pathwaypotentiated the other receptor biochemical pathway. Thus, only a mechamisminvolving a hierarchical interaction between IGF-IR and ErbB-2, wherein one ofthe receptors is essential for the activation of signal transduction pathwayselicited by the other, could fit our results. In fact, suppression of IGF-IR byantisense oligodeoxinucleotides (ASODN) resulted in complete abrogation of MPA-induced phosphorylation of ErbB-2 in C4HD cells, whereas blockage of ErbB-2 did not affect IGF-IR phosphorylation. These results show the existenceof hierarchical interactions between IGF-IR and ErbB-2, by means of which IGF-IR directs ErbB-2 phosphorylation. We demonstrated, for the first time,that this hierarchical interaction involves physical association of both receptors,resulting in the formation of a heteromeric complex. Furthermore, confocallaser microscopy experiments demonstrated that MPA was able to induce colocalizationof ErbB-2 and IGF-IR. The aim of the second part of this study was to investigate thecapacity of HRG to activate progesterone receptor (PR) by using the samemodel of hormonal mammary carcinogenesis. We first found that HRG was able to induce a decrease on PR A and B isoformsat protein level and to promote a significant increase in the nuclear localizationof PR. Further studies allowed us to know that HRG was also able to induce PRbinding to a progesterone response element (PRE) and significantly increasedthe transcription of a reporter gene with two PREs in its promoter. When weinvestigated molecular mechanisms involved in HRG action, we found that boththe presence of functional ErbB-2 and activation of mitogen-activated proteinkinases (MAPK)were needed. Additionally, HRG activated-MAPKs were able tophosphorylate PR in vitro. This PR activation by HRG was also seen in T47Dhuman breast cancer cells. Our findings demonstrated that in the absence of progestins, HRGactivates PR in both human and mouse breast cancer cells by a mechanismthat requires both a functional ErbB-2 and MAPK activation. In addition, hereinwe provide the first evidence that MAPK activated by HRG are able tophosphorylate human and mouse PR in vitro.
Fil: Labriola, Leticia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.