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Subsidios a la Investigación en Bioquímica Molecular y Genética 2015 - ORT
INVESTIGADOR RESPONSABLE: Lic. Nicolás Anselmino, IQUBICEN CONICET Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - Universidad de Buenos Aires
Proyecto: Rol del microambiente inflamatorio en la progresión ósea del cáncer de próstata
Objetivo general: Dilucidar el rol de la inflamación en la relevancia de la remodelación ósea de
la enfermedad metastásica del cáncer.
Nuestra hipótesis se basa en que la inducción de un ambiente inflamatorio en las células de cáncer
de próstata (PCa) activa la vía de FoxO e induce la expresión de genes inflamatorios en los
osteoblastos (OSB) afectando su proliferación y en consecuencia el balance
osteoblastogenesis/osteoclastogenesis.
Para abordar el objetivo general del presente proyecto utilizaremos los siguientes modelos
experimentales: 1) co-cultivos de células PCa con células pre-osteoblásticas y pre-osteocásticas de
ratón y 2) cultivo de explantes tisulares con calvarias provenientes de ratones recién nacidos. Los
efectos a nivel celular se evaluarán mediante estudios de proliferación y potencial de diferenciación.
Los efectos a nivel molecular se establecerán mediante el análisis de la expresión de genes
específicamente involucrados en la vía de FoxO/β-catenina..
Objetivo específico 1. Evaluar el ambiente inflamatorio en la interacción célula prostática - célula
progenitora del hueso y en el balance entre osteoblastogénesis/osteoclastogénesis.
Objetivo específico 2. Determinar el rol de la inflamación en células de PCa en la neoformación de
hueso.
Antecedentes:
El cáncer de próstata (PCa) es uno de los cánceres más frecuentes en el hombre y se considera
una enfermedad letal con gran incidencia en el mundo. Cuando la enfermedad se encuentra
localizada puede curarse, pero cuando escapa a los confines de la glándula las perspectivas de
cura caen dramáticamente. La ablación de andrógenos es la terapia más efectiva, sin embargo con
el tiempo en la mayoría de los casos se produce reincidencia.
Estudios epidemiológicos revelaron que la inflamación crónica predispone a diferentes formas de
cáncer. Los rasgos claves de la inflamación relacionada con el cáncer incluyen la infiltración de
células del sistema inmune, principalmente macrófagos asociados al tumor, la presencia de
mensajeros polipeptídicos de la inflamación, la ocurrencia del remodelado del tejido y la
angiogénesis. En el PCa, la inflamación desencadenada por agentes infecciosos o exposición a
otros factores ambientales, aumenta la tumorigénesis. Las citoquinas, quimioquinas, activador de
plasminógeno y su receptor y metaloproteasas de matriz constituyen una red proinflamatoria que
contribuye directamente con la progresión maligna.
La resistencia a la castración hormonal y las metástasis óseas son características del PCa
avanzado. Cuando las células tumorales colonizan al hueso se generan loops de retroalimentación
parácrina entre dichas células y los componentes del tejido óseo (osteoblastos, osteoclastos,
fibroblastos, células endoteliales, etc.) que interrumpen la homeostasis del hueso normal. Las
células del PCa inducen la proliferación y diferenciación de los osteoblastos y las células del linaje
osteoblástico producen factores que favorecen el crecimiento, la migración y la supervivencia de las
células tumorales. La clave reside en entender estas interacciones bidireccionales, ya que un
número creciente de vías de señalización entre tumor y estroma están involucradas en el tropismo
al hueso y la progresión del PCa.
1 El estrés oxidativo está asociado a la aparición de varias enfermedades relacionadas con la edad y
entre ellas a la pérdida de hueso. En el hueso normal los niveles de Hemo oxigenasa 1 (HO-1) en
osteoblastos (OSB) y osteoclastos (OSC) son muy bajos. Se reportó que la inducción de HO-1
inhibía la diferenciación de los OSC a partir de precursores y en OSB reducía la apoptosis inducida
por TNF-α y regulaba negativamente la producción de citoquinas. Se comprobó que HO-1 se
inducía en respuesta al estrés oxidativo y citoquinas inflamatorias en cultivos primarios de OSB y
que dicha inducción inhibía la diferenciación de los OSB.
Previamente en nuestro laboratorio comprobamos mediante el uso de un sistema de co-cultivo de
células PC3 (línea celular de cáncer de próstata humano) con cultivos primarios de osteoblastos de
ratón (PMOs), que la disminución de la proliferación de los PMOs inducida por las células tumorales
se restauraba cuando éstas eran pre-tratadas con hemina (inductor farmacológico de HO-1).
Células PC3 pre-tratadas con hemina mostraron un aumento en la expresión de DKK-1 (inhibidor
de la vía de Wnt/β-catenina crítica en la remodelación ósea). Además, indujeron un aumento en la
activación de la vía de FoxO y una disminución del estrés oxidativo en los OSB al ser co-cultivados.
Por otro lado, cabe destacar que la inoculación intra-ósea de células de PCa produjo una robusta
remodelación ósea. En conjunto, estos hallazgos sugieren que la inflamación y el estrés
oxidativo alteran el microambiente tumoral impactando sobre la progresión ósea del PCa.
Lugar de trabajo/Facilidades disponibles.
El lugar de trabajo cuenta con la siguiente infraestructura y equipamiento:
•
Laboratorios: Laboratorio de experimentación: La parte experimental se llevará a cabo en
los laboratorios 8 y 2 pertenecientes al Departamento de Química Biológica, FCEN.
•
Equipamiento Especial: Dentro de dicho departamento disponemos de cuarto de equipos,
cuarto de cultivo y cuarto para trabajar con material radioactivo. Además se dispone de los
siguientes equipos: flujos laminares, incubadoras gaseadas, microscopio de contraste de fase,
microscopio de fluorescencia, centrífugas, espectrofotómetro UV-visible, contador de centelleo,
analizador de imágenes, luminómetro, heladeras, congeladoras, shaker, sonicador, autoclaves,
granizadoras, pHmetros, balanzas, cubas de electroforesis, horno de hibridación, desionizador,
termociclador para PCR, transiluminador con cámara fotográfica y equipamiento menor que
permiten la realización del presente proyecto. Ademas, contamos con equipamiento
perteneciente al Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular de esa facultad, como
por ejemplo Real time PCR (qPCR).
Recursos Financieros requeridos para la realización del plan propuesto:
1) Subsidio UBA (2014-2017) vigente
2) Subsidio PICT/RAICES 2013-0996 vigente
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