Μελέτη των παρακρινών αλληλεπιδράσεων μεταξύ στρωματικών και καρκινικών κυττάρων μαστού
Authors: Λιάκου Ελένη 
Published: March 2023

Μια πληθώρα νέων δεδομένων υποδεικνύουν πως το στρώμα αποτελεί μια σημαντική παράμετρο για την ανάπτυξη του όγκου. Ανάμεσα στα κύτταρα του στρώματος οι ινοβλάστες είναι ο πιο συνηθισμένος κυτταρικός τύπος που συναντάται στο μικροπεριβάλλον του όγκου. Είναι υπεύθυνοι για την παραγωγή και τον καταβολισμό των μορίων της εξωκυττάριας μήτρας (Extracellular Matrix, ECM) καθώς και για την έκκριση αρκετών ρυθμιστικών μορίων, και κατά συνέπεια παίζουν καθοριστικό ρόλο στις παρακρινείς αλληλεπιδράσεις όγκου και στρώματος.Τόσο η ομοιοστασία του μαζικού αδένα, όσο και η ανάπτυξη του καρκίνου του μαστού, επηρεάζονται σημαντικά από τα οιστρογόνα και ιδίως από την οιστραδιόλη (E2). Ενώ οι περισσότερες μελέτες εστιάζουν στη δράση των οιστρογόνων στον ίδιο τον όγκο, λίγη προσοχή έχει δοθεί στους στρωματικούς ινοβλάστες του μαστού. Στην παρούσα μελέτη, αρχικά εξετάσαμε την έκφραση των οιστρογονικών υποδοχέων α (ERα), ERβ και GPER σε ανθρώπινους στρωματικούς ινοβλάστες μαστού και βρήκαμε ότι η έκφρασή τους είναι σημαντικά χαμηλότερη σε σύγκριση με ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα μαστού και δεν επηρεάζεται μετά από επώαση με Ε2. Επίσης, παρατηρήσαμε ότι η Ε2 δεν επηρεάζει τη φυσιολογία των στρωματικών ινοβλαστών όσον αφορά την επιβίωση, τον πολλαπλασιασμό και την έκφραση μορίων που σχετίζονται με την ομοιοστασία της εξωκυττάριας μήτρας.Στη θεραπεία κατά του καρκίνου του μαστού, μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος είναι η χρήση της ιονίζουσας ακτινοβολίας, η οποία προκαλεί βλάβη στο DNA των καρκινικών κυττάρων, οδηγώντας σε αναστολή του πολλαπλασιασμού τους καθώς και σε απόπτωση. Όμως, πέρα από τα καρκινικά κύτταρα η ιονίζουσα ακτινοβολία επηρεάζει και τα παρακείμενα στρωματικά κύτταρα. Είδαμε ότι η ιονίζουσα ακτινοβολία οδηγεί τους ανθρώπινους στρωματικούς ινοβλάστες μαστού σε πρόωρη κυτταρική γήρανση in vitro. Παράλληλα, παρατηρήσαμε την παρουσία μεγάλου αριθμού γηρασμένων κυττάρων σε ιστούς που είχαν εκτεθεί σε ιονίζουσα ακτινοβολία, υποδεικνύοντας πως το φαινόμενο αυτό συναντάται και in vivo. Η διαμόρφωση του στρώματος είναι σημαντική για την ανάπτυξη του όγκου και για το λόγο αυτό στα κύτταρα που έχουν οδηγηθεί σε πρόωρη γήρανση μέσω ιονίζουσας ακτινοβολίας μελετήσαμε κατά πόσο επηρεάζεται η έκφραση μορίων που σχετίζονται με την ομοιοστασία της εξωκυττάριας μήτρας σε σύγκριση με νεαρούς ινοβλάστες. Συγκεκριμένα, η έκφραση του κολλαγόνου τύπου Ι (Col 1a) μειώθηκε, η έκφραση των μεταλλοπρωτεασών 1 και 3 (MMP1 και MMP3) αυξήθηκε, ενώ η έκφραση των αναστολέων των μεταλλοπρωτεασών (TIMPs) δεν μεταβλήθηκε. Άμεσο αποτέλεσμα ήταν η αύξηση της ενεργότητας των MMPs στο εθισμένο μέσο που συλλέξαμε από γηρασμένους ανθρώπινους στρωματικούς ινοβλάστες μαστού, συγκριτικά με νεαρούς ινοβλάστες. Τα δεδομένα αυτά δείχνουν ότι οι γηρασμένοι ανθρώπινοι στρωματικοί ινοβλάστες μαστού, παρόμοια με άλλους στρωματικούς ινοβλάστες, εκφράζουν έναν έντονα καταβολικό φαινότυπο.Πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι οι πρωτεογλυκάνες συμβάλουν στην ανάπτυξη του καρκίνου του μαστού. Ειδικά η συνδεκάνη 1, αποτελεί κακό προγνωστικό δείκτη για την εξέλιξη της νόσου, όταν υπερεκφράζεται στο στρώμα του όγκου. Διαπιστώσαμε σημαντική αύξηση της συνδεκάνης 1 στα γηρασμένα κύτταρα σε σχέση με τα νεαρά σε επίπεδο RNA και πρωτεΐνης in vitro, αλλά και in vivo με πειράματα ανοσοϊστοχημείας.Επιπλέον, είδαμε ότι το εθισμένο μέσο από επιθετικά καρκινικά κύτταρα μαστού MDA-MB-231 περιέχει εκκριτικούς παράγοντες, που επηρεάζουν την έκφραση των μορίων της εξωκυττάριας μήτρας που αναφέρθηκαν προηγουμένως. Παρατηρήσαμε αύξηση στην έκφραση της MMP1, ενώ μειώθηκε η έκφραση του Col 1a και του TIMP2, ενισχύοντας έτσι τον καταβολικό φαινότυπο. Επιπροσθέτως, διαπιστώθηκε αύξηση της συνδεκάνης 1 σε νεαρούς και γηρασμένους στρωματικούς ινοβλάστες. Μελετήσαμε τον μηχανισμό που υποκινεί την αύξηση της συνδεκάνης 1 και βρήκαμε ότι οφείλεται στον παράγοντα TGF-β που εκκρίνεται από τα MDA-MB-231, και δρα μέσω του μονοπατιού των SMAD πρωτεϊνών σε συνεργασία με τον μεταγραφικό παράγοντα Sp1. Τέλος, δείξαμε ότι τα γηρασμένα στρωματικά κύτταρα δημιουργούν έναν αυτοκρινή βρόχο μέσω του TGF-β, ενεργοποιώντας το μονοπάτι των SMAD και σε συνεργασία με τον Sp1 οδηγούν σε αύξηση της συνδεκάνης 1.Τα παραπάνω δεδομένα υποστηρίζουν ότι η ιονίζουσα ακτινοβολία, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως για την αντιμετώπιση του καρκίνου του μαστού, έχει ως παρενέργεια το σχηματισμό γηρασμένων στρωματικών ινοβλαστών. Αυτά τα κύτταρα εκφράζουν έναν καταβολικό φαινότυπο και αυξάνουν την έκφραση της συνδεκάνης 1, αλλαγές που αποτελούν σημαντικούς προγνωστικούς δείκτες για την ανάπτυξη του καρκίνου του μαστού. Τέλος, επιθετικά καρκινικά κύτταρα, μέσω ενός παρακρινούς μηχανισμού, επιτείνουν αυτές τις αλλαγές προς όφελος της αύξησης του όγκου. Η εις βάθος κατανόηση των παραπάνω φαινομένων, θα μπορούσε να συμβάλει στην ανάπτυξη καινοτόμων θεραπευτικών προσεγγίσεων για τη θεραπεία του καρκίνου του μαστού.