HO-1 en la progresión ósea del cáncer de próstata

• Autores: Ferrando, María Mercedes Catalina
• Año de publicación: 2013
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Vazquez, Elba Susana
• Materia: HEMO OXIGENASA-1; CANCER DE PROSTATA; METASTASIS OSEA; ANGIOGENESIS; OSTEOBLASTOS; HEME OXIGENASE-1; PROSTATE CANCER; BONE METASTASIS; ANGIOGENESIS; OSTEOBLASTS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El cáncer de próstata (PCa) es la segunda causa de muerte por cáncer entre los hombres en Argentina. La angiogénesis es crucial para el crecimiento y progresión del PCa. El perfil de diseminación de estos tumores muestra tendencia a desarrollarse en el hueso como único sitio de progresión, donde las células tumorales interactúan con el microambiente interrumpiendo el equilibrio formación/degradación del hueso. Sin embargo, la naturaleza molecular de dicha interacción aún no se conoce completamente. En trabajos previos de nuestro laboratorio demostramos que el aumento de expresión de hemo oxigenasa-1 (HO-1) en líneas de PCa disminuye su proliferación, invasión y migración in vitro y el crecimiento tumoral in vivo. En este trabajo de tesis nos propusimos estudiar el efecto de HO-1 sobre la angiogénesis y progresión del PCa. Comprobamos que la sobre-expresión de HO-1 en PC3 disminuye la expresión de genes pro-angiogénicos in vitro. Un ensayo de angiogénesis in vivo mostró que la inoculación intradérmica de las células con expresión estable de HO-1 (PC3HO-1), generaba tumores menos vascularizados, con reducida densidad de la microvasculatura e inmunomarcación disminuida de marcadores angiogénicos. Mediante un sistema de co-cultivo de células PC3 con cultivos primarios de osteoblastos de ratón (PMOs), comprobamos que la disminución de la proliferación de los PMOs inducida por las células tumorales, se restauraba cuando éstas fueron pre-tratadas con el inductor farmacológico de HO-1 (hemina). No se observaron alteraciones en la expresión de genes involucrados en la diferenciación y resorción ósea. Sin embargo, el tratamiento con hemina indujo DKK-1 en las células PC3 co-cultivadas y el estrés oxidativo y la vía de FoxO en los osteoblastos. Estos resultados se confirmaron utilizando explantes de calvarias. La inyección intra-ósea de PC3HO-1 produjo una robusta remodelación ósea. Mediante un microarray de tejidos derivados de metástasis de pacientes resistentes a la castración creciendo como xenotransplantes en ratones SCID se determinó que HO-1 presentaba inmunomarcación heterogénea. En conjunto, estos resultados demuestran que HO-1 es un factor clave para el control de la angiogénesis y altera el microambiente tumoral impactando sobre la progresión ósea del PCa.
Prostate cancer (PCa) is a leading cause of death among males. The switch to an angiogenic phenotype is known to be critical for its progression. PCa is dominated by complications arising from metastasis to the bone where the tumoral cells interact with the bone microenviroment impairing the balance between bone formation and degradation. However, the molecular nature of this interaction is not completely understood. Previous studies from our laboratory showed that heme oxygenase 1 (HO-1) expression decreased PCa cells proliferation, invasion and migration in vitro and decreased tumor growth in vivo. The goal of this thesis is to study the role of HO- 1 in PCa angiogenesis and progression. We demonstrated that pro-angiogenic genes were down-modulated in response to HO-1 over-expression in PC3 cells (PC3HO-1). An in vivo angiogenic assay showed that intradermic inoculation of PC3HO-1 cells generated tumors less vascularized, with decreased microvessel density and reduced expression of angiogenic markers. Using a co-culture system of PC3 cells with primary mouse osteoblasts (PMOs), we demonstrated that HO-1 pharmacological induction (hemin treatment) abrogated the diminution of PMOs proliferation induced by PCa cells. No changes were detected in the expression of genes involved in differentiation and bone resorption. However, co-culture of hemin pre-treated PC3 cells with PMOs induced DKK-1 expression in tumor cells and oxidative stress and FoxO signaling in osteoblasts. These findings were confirmed using a co-culture system of PCa cells with calvaria explants. In vivo bone injection of PC3HO-1 cells in the femur of SCID mice produced strong bone remodeling. Heterogeneous HO-1 immunoreactivity was detected in a tissue microarray of human prostate cancer metastasis from castrated resistant patients growing as xenografts in SCID mice. These results suggest that HO-1 is a key regulator of the angiogenic switch in PCa and has the potentiality to modify the bone micro-environment modulating PCa bone metastasis.
Fil: Ferrando, María Mercedes Catalina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.