abstract
Principalul
Difluorometilornitina (DFMO) este un inhibitor sintetic al ornitinei decarboxilazei (ODC), o enzimă cheie în sinteza poliaminelor (Pegg și colab., 1987) și este eficientă în prevenirea oncogenezei colonului și a pielii (Kingsnorth și colab., 1983; Reddy și colab. ., 1990;). DFMO întârzie progresia cancerului de sân (Thompson și Ronan, 1986; Ratko și colab., 1990). Deoarece aproape toate tumorile mamare de șobolan sunt dependente de estrogen, aceste tumori răspund în general la agenți care perturbă căile de semnalizare a estrogenului (Nandi și colab., 1995). Cu toate acestea, estrogenul nu este singurul factor care influențează dezvoltarea cancerului de sân la om (Kelloff și colab., 1998). Spre deosebire de tumorile de sân de șobolan și de o proporție semnificativă de cancer de sân la om, tumorile de sân de șoarece sunt mai puțin dependente de estrogen. La șoareci, ovariectomia nu blochează dezvoltarea tumorii sau provoacă regresia tumorii (Nandi și colab., 1995; Russo și Russo, 1996). Astfel, modelele tumorilor mamare depășesc lipsa modelelor tumorilor mamare la șobolan în screeningul agenților care previn cancerul de sân independent de hormoni. Până în prezent, doar câteva modele de tumori de sân de șoarece au fost utilizate pentru a identifica mecanismele de chemoprevenție (Green și colab., 2001; Hursting și colab., 2001).
Un model transgenic de șoarece de antigen din T-promotor de proteine acide din zer (WAP-TAg) a fost utilizat pentru a investiga efectele atât asupra stadiilor timpurii, cât și asupra celor tardive ale progresiei tumorii mamare (Tzeng și colab., 1993; Li și colab., 1996; Furth și colab., 1999; Li și colab., 2000; Ren și colab., 2002). În acest model, virusul maimuței 40 TAg mari sunt exprimate în celule epiteliale mamare sub control WAP. Exprimarea începe în mod specific după pubertate în celulele epiteliale mamare. În timpul sarcinii, TAg se exprimă și în celulele alveolare. La vârsta de 7 luni, 100% dintre șoarecii femele au dezvoltat adenocarcinoame mamare. Tumorile prezintă trăsături histologice similare cu cancerul de sân la om (Furth și colab., 1999; Li și colab., 2000) și poartă o anumită analogie cu un subset de cancere de sân la om care prezintă mutații p53 și una sau mai multe dintre modificările relativ frecvente. elemente ale căii Rb, inclusiv amplificarea și/sau supraexprimarea ciclinei D1, expresia scăzută a p16 sau alte modificări genetice (Ioachim și colab., 2000), cum ar fi SV40 TAg, inactivează funcția atât a p53, cât și a Rb (Furth, 1998) . Studiile anterioare au folosit modelul pentru a investiga efectul supraexprimării Bcl-2 și Maspin și a pierderii Stat5a în stadii specifice ale progresiei cancerului de sân (Furth și colab., 1999; Zhang și colab., 2000; Ren și colab., 2002).
În primul rând, șoarecii femele netransgenici au fost hrăniți cu o dietă conținând diferite concentrații de DFMO (0, 3, 5, 4, 9, 7, 0 și 10 g/kg dietă) pentru a testa toxicitatea sistemică. Nu s-a observat toxicitate sistemică după 6 săptămâni de tratament. Pentru a examina efectele tratamentului DFMO asupra progresiei cancerului mamar, șoarecii transgenici de sex feminin au fost expuși la DFMO după debutul carcinogenezei prin expresia TAg. Pentru a exclude posibilitatea ca DFMO să afecteze expresia TAg, nivelurile de TAg la starea de echilibru au fost măsurate prin imunohistochimie și analiza Western blot și comparate cu șoarecii cu sau fără tratament DFMO (10 g/kg dietă) timp de 30 de zile. Tratamentul DFMO nu a redus expresia TAg (Figura 1a). Latența tumorală a crescut într-o manieră dependentă de doză (Figura 2). DFMO la cea mai mare doză din acest studiu (dieta 10 g/kg) a întârziat semnificativ debutul tumorii de la o medie de 109 zile la șoareci martori la o medie de 131 de zile la șoarecii tratați cu DFMO (testul t Student, P = 0,018). Nu a existat niciun efect semnificativ asupra ratei de creștere a tumorii sau asupra histologiei tumorii. Timpul mediu de dublare al tumorilor (n = 12) de la șoarecii tratați cu DFMO a fost de 7,3 zile comparativ cu 6,8 zile la șoarecii martor (n = 15).
Imagine la dimensiune completă
Expunerea la DFMO a întârziat dezvoltarea tumorii. Șoarecii au fost observați până în momentul primei tumori palpabile și eutanasiați când cea mai mare tumoră a atins dimensiunea de 1 cm 3 prin palpare externă. Incidența tumorii a fost înregistrată de două ori pe săptămână. ( A ) DFMO la cea mai mare doză (10 g/kg dietă) a întârziat semnificativ debutul tumorii de la o vârstă medie de 109 zile la șoarecii martor (n = 14) la o vârstă medie de 131 zile la șoarecii tratați cu DFMO (n = 14) ( Testul t al elevului, p = 0,0001). O creștere dependentă de doză a latenței tumorale care nu a fost semnificativă statistic a fost observată la trei doze mai mici de DFMO (dieta 3, 5, 4, 9 și 7,0 g/kg, n = 15 pentru fiecare grup). ( b ) Inhibarea incidenței tumorilor mamare prin tratamentul DFMO (dietă 10 g/kg). La 160 de zile, incidența tumorii a fost redusă cu aproximativ 30%. Linia neagră (cutii solide): tratată cu DFMO; linie gri (casete deschise): bifați
Imagine la dimensiune completă
Observația că DFMO a redus semnificativ timpul mediu până la debutul tumorii, dar nu a afectat creșterea tumorilor identificate a indicat faptul că DFMO a inhibat creșterea celulelor epiteliale mamare preneoplazice. Pentru a verifica această ipoteză, efectul DFMO asupra creșterii celulelor epiteliale mamare preneoplazice la șoareci expuși la DFMO (10 g/kg dietă) și fără expunere DFMO (10 g/kg dietă) timp de 1 lună a fost analizat prin determinarea procentului de celule epiteliale mamare apoptotice (index apoptotic (AI))) (Figura 1b) și celule epiteliale mamare proliferante (index proliferativ (PI)) (Figura 1c) pentru șoareci individuali și calculul raporturilor AI/PI (Figura 3). Raportul AI/PI a crescut semnificativ la celulele epiteliale mamare la șoarecii tratați cu DFMO (0,0558 ± 0,001 comparativ cu 0,013 ± 0,003 la șoarecii martor; ANOVA, P = 0,013), indicând faptul că expunerea la DFMO a inhibat creșterea epitelialului preneoplazic mamar celule. Deși inițial se credea că DFMO afectează în principal proliferarea celulară (Peralta Soler și colab., 1998), atât acest studiu, cât și un studiu anterior într-un model transgenic de șoareci de cancer de piele au arătat apoptoză semnificativă după tratamentul cu acest agent (Arbeit și colab., 1999 ).
Tratamentul cu DFMO a crescut raportul dintre apoptoză și celulele proliferative în țesutul mamar preneoplazic. A existat o creștere semnificativă statistic a raportului AI/PI în glandele mamare ale tratamentului cu DFMO (10 g/kg dietă) (0,058 ± 0,001) comparativ cu șoarecii martor (0,013 ± 0,003) (ANOVA, P = 0, 013). AI a fost determinată prin calcularea procentului de celule apoptotice într-o populație totală de 500 de celule epiteliale mamare pre-neoplazice în glandele tratate cu DFMO (1,8% ± 0,6, n = 5) și martori 0,6% ± 0,2, n = 5). Valoarea PI a fost determinată prin calcularea procentului de celule marcate cu BrdU într-o populație de 500 de celule epiteliale mamare pre-neoplazice tratate cu DFMO (37, 4 ± 13, 8, n = 5) și martor (51, 8 ± 12, 7, n = 5) glande și AI. Raportul PI/PI a fost calculat pentru fiecare mouse. Sunt date erorile standard medii
Imagine la dimensiune completă
Imagine la dimensiune completă
Tratamentul DFMO nu a afectat creșterea în greutate sau toxicitatea brută la șoareci; cu toate acestea, a prevenit o sarcină de succes la cele mai mari trei doze. Subgrupuri de cinci șoareci din fiecare dintre grupurile de doză diferite au fost împerecheate după tratamentul cu DFMO. Toți șoarecii din grupul de control și din grupul tratat cu DFMO (dietă de 3,5 g/kg) au rămas însărcinate în decurs de 20 de zile. Niciunul dintre șoarecii tratați cu DFMO la o concentrație de 4,9 g/kg în dietă sau mai mare nu a fost enervat. Acest efect asupra sarcinii a fost reversibil. Șoarecii colectați de la DFMO după tratament timp de cel puțin o lună au fost capabili să conceapă în decurs de 20 de zile. Expunerea la DFMO nu a împiedicat estrus-diestrul măsurat prin tehnica frotiului vaginal (Cooper și colab., 1993) și nu a modificat histologia ovariană. Este probabil ca efectul inhibitor al DFMO asupra sarcinii să fie secundar efectelor asupra uterului, în concordanță cu rapoartele anterioare de la șobolani (Fozard și colab., 1980; Reddy și Rukmini, 1981).
Pe scurt, DFMO (10 g/kg dietă) crește semnificativ latența tumorii prin modificarea ratei de proliferare celulară și apoptoză în celulele epiteliale mamare preneoplazice. Aceste modificări au fost asociate cu o reducere a procentului de celule care au demonstrat ciclina nucleară D1. Modificările activității ciclinei D1 ar putea fi un biomarker precoce al efectului chemopreventiv și sunt în concordanță cu rolul mecanic al ciclinei D1 în progresia cancerului de sân.
Mulțumiri
NIH, NCI, MAO/RFP NO1-CN-85076-46 (CJG și PAF) și NIH HD 38955 (JAF) acceptate.