Η δράση του υαλουρονικού, σε μοριακό και κυτταρικό επίπεδο, σε καρκινικά κύτταρα μαστού με διαφοροποιημένη έκφραση οιστρογονοϋποδοχέων
Authors: Ταβιανάτου Αναστασία-Γερασιμούλα 
Published: September 2021

Ο καρκίνος του μαστού αποτελεί μια ετερογενή και πολύπλοκη ασθένεια. Κατά την εξέλιξή του, κυρίαρχο ρόλο διαδραματίζουν οι οιστρογονοϋποδοχείς (ERs), με βάση τους οποίους κατηγοριοποιείται η νόσος, καθώς και διάφορα βιομόρια του εξωκυττάριου χώρου (ECM), των οποίων τα επίπεδα έκφρασης μεταβάλλονται κατά την ασθένεια. Ένα από τα μόρια αυτά είναι το υαλουρονικό οξύ (ΗΑ). Υψηλά επίπεδα έκφρασης του ΗΑ έχουν συσχετιστεί με κακή πρόγνωση και επιθετικές μορφές καρκίνου, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου του μαστού. Το ΗΑ ανάλογα με το μοριακό του μέγεθος διαθέτει διαφορετικές φυσικοχημικές και βιολογικές ιδιότητες και ρυθμίζει με διαφορετικό τρόπο τις κυτταρικές αποκρίσεις και συμπεριφορές. Στον καρκίνο του μαστού, μόρια ΗΑ διαφορετικού μοριακού μεγέθους μπορούν είτε να προωθούν είτε να αναστέλλουν σηματοδοτικά μονοπάτια που ρυθμίζουν την εξέλιξη της νόσου. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή πραγματοποιήθηκε στο πρώτο στάδιο η απομόνωση μορίων ΗΑ με διαφορετικά μοριακά μεγέθη. Τρία από αυτά (<10, 30 και 200 kDa) αξιολογήθηκαν ως προς τη βιολογική τους επίδραση σε καρκινικά κύτταρα μαστού με διαφορετικό προφίλ έκφρασης ER. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκαν καρκινικά κύτταρα μαστού χαμηλής μεταστατικότητας, ERα+ (MCF-7) και υψηλής μεταστατικότητας, ERα-/β+ (MDA-MB-231). Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποδεικνύει μετά από λεπτομερείς μελέτες ηλεκτρονικής μικροσκοπίας (SEM) την επίδραση που έχει το ΗΑ στην κυτταρική μορφολογία. Ειδικότερα, ΗΑ μεγέθους 200 kDa προωθεί έναν επιθηλιακού τύπου φαινότυπο. Το παραπάνω συμπέρασμα ενισχύεται από αλλαγές στο προφίλ έκφρασης δεικτών μετασχηματισμού από επιθηλιακό φαινότυπο σε μεσεγχυματικό (ΕΜΤ), στα μεσεγχυματικής μορφολογίας κύτταρα MDA-MB-231. Συγκεκριμένα, παρατηρήθηκε μείωση των επιπέδων των μεσεγχυματικών δεικτών snail2/slug, fibronectin και vimentin. Αντίθετα, τα επίπεδα έκφρασης του επιθηλιακού δείκτη E-cadherin αυξήθηκαν. Επιπρόσθετα, παρατηρήθηκε μείωση της έκφρασης σημαντικών μορίων που συνδέονται με την επιθετική συμπεριφορά των κυττάρων αυτών, όπως του CD44 (υποδοχέας του HA), της HA συνθάσης 2 (HAS2) και ποικίλων μεταλλοπρωτεϊνασών (MMPs), που σχετίζονται με την κυτταρική διήθηση. Τα παραπάνω οδήγησαν σε μεταβολές στις λειτουργικές ιδιότητες και των δύο υπό μελέτη κυτταρικών σειρών, μειώνοντας την ικανότητα πολλαπλασιασμού και διήθησης των καρκινικών κυττάρων. Αυτό πιθανόν οφείλεται εν μέρει στον ανταγωνισμό των μορίων ΗΑ με το ενδογενές ΗΑ για πρόσδεση στο CD44, καθώς και στην αναστολή της ενεργοποίησης σημαντικών πρωτεϊνών, όπως των ERK1/2 και Akt, που αποτελούν μόρια-κλειδιά στη ρύθμιση της κυτταρικής συμπεριφοράς. Επιπλέον, τα τρία μοριακά μεγέθη ΗΑ που μελετήθηκαν μείωσαν τη μεταναστευτική ικανότητα των καρκινικών κυττάρων, αυξάνοντας την κυτταρική προσκόλληση, καθώς και τα επίπεδα έκφρασης της συνδεκάνης 4 σε γονιδιακό και πρωτεϊνικό επίπεδο.Τα τροποποιημένα κύτταρα shERβ MDA-MB-231, τα οποία έχουν δημιουργηθεί και αναπτυχθεί στο εργαστήριο και στα οποία έχει κατασταλεί σε σημαντικό βαθμό η έκφραση του ERβ, παρουσιάζουν μειωμένη επιθετικότητα σε σύγκριση με τα MDA-MB-231 κύτταρα, μορφολογικές μεταβολές, καθώς και αλλαγές στο προφίλ έκφρασης ποικίλων μορίων δεικτών. Η παρούσα μελέτη αποδεικνύει ότι το ΗΑ μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στο φαινότυπο και τη συμπεριφορά των καρκινικών αυτών κυττάρων. Συγκεκριμένα, ΗΑ μεγέθους 200 kDa μειώνει τον πολλαπλασιασμό και την ικανότητα διήθησης των κυττάρων αυτών. Επιπρόσθετα, μεταβάλλει το προφίλ έκφρασης μορίων-ρυθμιστών της κυτταρικής συμπεριφοράς, όπως των CD44, HAS2 και MMP7. Επιπλέον, προωθεί τον επιθηλιακού τύπου φαινότυπο των κυττάρων αυτών αυξάνοντας τα επίπεδα έκφρασης της E-cadherin και μειώνοντας τα επίπεδα του μεσεγχυματικού δείκτη snail2/slug. Παρόλα αυτά, στην συγκεκριμένη κυτταρική σειρά δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές αλλαγές στα επίπεδα κυτταρικής μετανάστευσης, υποδεικνύοντας τη σημασία του προφίλ έκφρασης των ER στη συμπεριφορά και τις αποκρίσεις των καρκινικών κυττάρων μαστού.Συμπερασματικά, τα δεδομένα της παρούσας μελέτης δηλώνουν ξεκάθαρα ότι οι επιδράσεις του ΗΑ σε καρκινικά κύτταρα μαστού εξαρτώνται τόσο από το μοριακό μέγεθος του ΗΑ όσο και από το προφίλ έκφρασης ER των κυττάρων. Επιπλέον, υποδεικνύουν τις αντί-καρκινικές ιδιότητες του 200 kDa HA και στις τρεις περιπτώσεις που μελετήθηκαν. Επομένως, ΗΑ με μοριακό μέγεθος 200 kDa θα μπορούσε να αποτελέσει χρήσιμο εργαλείο στην ανάπτυξη θεραπευτικών προσεγγίσεων έναντι επιθετικών μορφών καρκίνου του μαστού.