Estudio del efecto angiocrino endotelial sobre células epiteliales de cáncer prostático.

El cáncer de próstata (CaP) es la segunda causa de muerte por cáncer en países occidentales, incluyendo Chile. La terapia de deprivación androgénica (ADT) continúa siendo el tratamiento estándar para el cáncer localmente avanzado o metastásico, sin embargo, como resultado de esta terapia, el CaP progresa desde un fenotipo sensible a andrógenos, hacia uno resistente a la ADT, el cual es frecuentemente letal. Datos previos indican que la progresión hacia un fenotipo resistente a la ADT está asociado a un aumento en la angiogénesis. Más aún, existe evidencia que sugiere que la masa tumoral prostática se encuentra bajo un estricto control de la microvasculatura, y que la perfusión de oxígeno y nutrientes por los capilares, estaría reforzada por un potente efecto paracrino (angiocrino) por parte de las células endoteliales. Estudios previos de nuestro laboratorio sugieren que las células endoteliales modularían el crecimiento de células tumorales mediante un mecanismo de tipo angiocrino, el cual es independiente del flujo sanguíneo. Sin embargo, hasta el momento se desconoce la extensión de este efecto angiocrino sobre células tumorales prostáticas, así como también, los mecanismos moleculares que subyacen estos efectos biológicos. Por lo tanto, la hipótesis central de esta tesis es: “Las células endoteliales promueven un aumento en las características que determinan agresividad tumoral en células de CaP a través de un mecanismo de tipo angiocrino”. Para desarrollar esta tesis se utilizaron líneas celulares de CaP que representan el fenotipo sensible a andrógenos, resistente a la castración y metastásico, así como también, cultivos primarios de células endoteliales obtenidas de vena umbilical humana HUVEC (Human Umbilical Vein Endothelial Cell). En primer lugar, se analizó la expresión y funcionalidad del receptor de andrógenos (AR) para determinar la dependencia androgénica de estas células en el contexto de la biología celular del CaP. Se analizó a la vez los efectos biológicos de los andrógenos y el papel de la AR en estos efectos, principalmente en la proliferación y supervivencia de las células HUVEC y de las líneas celulares de CaP. Posteriormente, utilizando medios condicionados obtenidos de células HUVEC, se estudió el efecto de la estimulación paracrina sobre la viabilidad, proliferación, migración e invasión en las líneas celulares de CaP. Finalmente, se estudió la contribución de las células endoteliales sobre los procesos de migración y crecimiento tumoral in vivo usando los modelos de pez cebra y xenoinjertos en ratones inmunodeficientes, respectivamente. Además, se estudió el perfil de secreción de citoquinas de dos líneas celulares de CaP expuestas a medio condicionado de células endoteliales HUVEC. Nuestros resultados mostraron que las células HUVEC, expresan funcionalmente el AR y que, si bien los andrógenos no afectan la supervivencia de las células HUVEC, si estimulan la proliferación de estas células. Por otro lado, nuestros resultados indicaron que las líneas celulares de CaP seleccionadas para el trabajo experimental de esta tesis, representan los fenotipos específicos con respecto a su dependencia androgénica. Estos resultados validan el uso de estos modelos, tanto de células HUVEC como de las líneas celulares de CaP, para el estudio de la comunicación entre ambos tipos celulares. Los estudios in vitro con medios condicionados sugieren un aumento en la viabilidad y proliferación de las células de CaP, sin embargo, al analizar la capacidad de migración e invasión se observó que las células resistentes a la ADT y metastásicas serían más susceptibles que las células sensibles a andrógenos al efecto angiocrino proveniente de las células endoteliales. En los experimentos in vivo, se observó que las células endoteliales a través de una comunicación paracrina aumentan la migración, el crecimiento tumoral, la microvasculatura tumoral y la metástasis. De manera interesante, también se observó que existe un efecto diferencial en la secreción de citoquinas cuando se compara una línea sensible a andrógenos y una resistente a la deprivación androgénica al estimularlas con medio condicionado. La importancia de este estudio reside en mostrar que las células endoteliales, a través de un mecanismo paracrino/angiocrino, pueden promover un comportamiento más agresivo de las células de CaP y que este efecto es más extenso en células de mayor agresividad versus células de menor agresividad. Esta característica indicaría que células más agresivas podrían adaptar su biología para poder responder a más señales presentes en el microambiente, y de esa manera, promover un aumento en su agresividad. En consecuencia, este mecanismo de comunicación paracrina podría ser un factor que contribuya a la adquisición de un fenotipo más avanzado, y probablemente metastásico, en pacientes con CaP. Por lo tanto, resulta esencial definir los mecanismos moleculares que están implicados en esta comunicación paracrina, ya que podrían resultar en la identificación de nuevos blancos terapéuticos o biomarcadores para contrarrestar el CaP, especialmente el cáncer de próstata avanzado.