Σχέση του βήτα υποδοχέα οιστρογόνων με την ευαισθησία κυττάρων καρκίνου του μαστού σε οιστρογόνα, αντιοιστρογόνα και ρετινοειδή

Abstract

This study aims at analyzing whether and how Estrogen Receptor beta isoforms ERβ1 and ERβ2 affect the sensitivity of ERα-positive breast cancer cells to estrogens, antiestrogens and retinoids, in order to understand the role of these isoforms in ERα-positive breast cancer prognosis and response to endocrine therapy. We generated clones of ERα-positive MCF-7 breast adenocarcinoma cells that stably express ERβ1 or ERβ2 and compared their response to estrogens, antiestrogens and/or all-trans retinoic acid (atRA) to wild-type MCF-7 cells. We used the ERβ1-selective agonist DPN in combination with the ERα-selective antagonist MPP to determine the effect of activating ERβ1 while keeping ERα blocked. For the opposite effect we developed a pyrazole analogue that behaved as ERα-agonist as well as ERβ1-antagonist but we could not exploit it in our study because it displayed relatively low affinity of binding to ERα and ERβ1. The clones more prominently expressing ERβ1 (Β4) or ERβ2 (D6) were chosen for further studies. The level of expression of ERα in these two clones was ~40% lower compared to MCF-7 cells. Estradiol, the combination of MPP+DPN, hydroxytamoxifen (OHT) and fulvestrant (ICI182,780) arrested B4 cells in G2/M phase, but affected marginally the proliferation of D6 cells. The proliferation of B4 cells was also inhibited by activating ERβ1 while keeping ERα blocked using the combination of MPP+DPN. Additionally MPP+DPN negatively affected the viability of B4 cells. In the presence of low concentration of estradiol D6 cells and, especially, B4 cells displayed lower invasiveness and anchorage-independent colony formation compared to wild-type cells. However, in the presence of ΟΗΤ and ICI182,780, B4 cells showed high invasiveness. The sensitivity of B4 cells was correlated with lack of induction in Chk1 expression, while the increased invasiveness in the presence of OHT and ICI182,780 was correlated with induction of HER2 expression. B4, but not D6, cells also showed increased sensitivity to atRA and its combinations with ΟΗΤ, ICI182,780 or MPP+DPN. These findings are consistent with ERβ1 expression being a favourable prognosis marker in ERα-positive breast cancer and a marker of response to endocrine therapy with antiestrogens or/and retinoids.

Η μελέτη αυτή αποσκοπεί στο να αναλύσει τη συμβολή των κυριότερων ισομορφών του οιστρογονικού υποδοχέα τύπου β, ERβ1 και ERβ2, στην ευαισθησία των ERα-θετικών καρκινικών κυττάρων μαστού σε οιστρογόνα, αντιοιστρογόνα και ρετινοειδή, προκειμένου να γίνει κατανοητή η σημασία τους στην πρόγνωση και την ανταπόκριση σε ενδοκρινική θεραπεία του ERα-θετικού καρκίνου του μαστού. Προχωρήσαμε στην παραγωγή κλώνων των ERα-θετικών MCF-7 κυττάρων καρκίνου μαστού ανθρώπου που εκφράζουν ERβ1 ή ERβ2 και μελετήσαμε την ανταπόκρισή τους σε οιστρογόνα και αντιοιστρογόνα απουσία και παρουσία ρετινοϊκού οξέος (atRA). Χρησιμοποιήσαμε τον ERα-ανταγωνιστή ΜΡΡ σε συνδυασμό με τον ERβ1-αγωνιστή DPN για να μελετήσουμε τη δράση του ERβ1 αδρανούντος του ERα, ενώ για το αντίστροφο αναπτύξαμε ένα παράγωγο πυραζολίου με δράση ERβ1-ανταγωνιστή και ERα-αγωνιστή που όμως δεν αξιοποιήθηκε περαιτέρω λόγω χαμηλής ικανότητας πρόσδεσης στους υποδοχείς. Μελετήσαμε δυο κλώνους που εκφράζουν περισσότερο ERβ1 (Β4) ή ERβ2 (D6) από τους υπόλοιπους. Η έκφραση ERα στους δύο κλώνους ήταν μειωμένη στο ~40% των κυττάρων MCF-7. Η οιστραδιόλη, ο συνδυασμός MPP+DPN, η υδροξυταμοξιφαίνη (OHT) και η φουλβεστράνη (ICI182,780) παρεμπόδισαν την εξέλιξη του κυτταρικού κύκλου στη φάση G2/Μ στα κύτταρα Β4 αλλά επέδρασαν ελάχιστα στον πολλαπλασιασμό των κυττάρων D6. Η δράση του MPP+DPN έδειξε ότι η ενεργοποίηση ERβ1 απουσία ενεργοποίησης του ERα μπορεί να καταστείλει τον πολλαπλασιασμό, αλλά και τη βιωσιμότητα των κυττάρων Β4. Παρουσία χαμηλής συγκέντρωσης οιστραδιόλης η διηθητικότητα και η μεταστατικότητα των κυττάρων D6 και κυρίως των Β4 ήταν σαφώς μικρότερες των κυττάρων αγρίου τύπου. Όμως, τα κύτταρα Β4 παρουσία ΟΗΤ και ICI182,780 έδειξαν αυξημένη διηθητικότητα. Η ευαισθησία των κυττάρων Β4 συσχετίστηκε με μη επαγωγή της έκφρασης Chk1, ενώ η αυξημένη διηθητικότητά τους παρουσία ΟΗΤ και ICI182,780 σε επαγωγή του ογκογονιδίου HER2. Τα κύτταρα Β4 έδειξαν επίσης αυξημένη ευαισθησία στο ρετινοϊκό οξύ και τους συνδυασμούς του με αντιοιστρογόνα και το συνδυασμό MPP+DPN, ενώ τα κύτταρα D6 όχι. Συμπερασματικά, η έκφραση ERβ1 ενδέχεται να αποτελεί θετικό δείκτη πρόγνωσης του ERα-θετικού καρκίνου του μαστού καθώς και δείκτη ανταπόκρισης του σε ορμονική θεραπεία με αντιοιστρογόνα ή/και ρετινοειδή.