Disclosing FATP1 as a therapeutic target in breast cancer
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| Data de Publicação: | 2018 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | eng |
| Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
| Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10451/36437 |
Resumo: | Tese de mestrado em Biologia Molecular e Genética, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2018 |
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Disclosing FATP1 as a therapeutic target in breast cancerCancro da mamaMicroambiente tumoralMetabolismo tumoralÁcidos gordosFATP1/SLC27A1FATP1Adaptação metabólicaER-bArilpiperazidinasTeses de mestrado - 2018Domínio/Área Científica::Ciências Naturais::Ciências BiológicasTese de mestrado em Biologia Molecular e Genética, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2018A neoplasia maligna da mama e a neoplasia mais frequente nas mulheres a nível mundial com cerca de 1.7 milhões de casos e 521,900 mortes em 2012, representando 25% de todos os casos de cancro e 15% de todas as mortes por cancro entre mulheres. Os países mais desenvolvidos são os que apresentam as maiores taxas de incidência enquanto que a mortalidade relativa e maior nos países menos desenvolvidos. A redução do uso de terapia de reposição hormonal na pós-menopausa e a participação em programas de rastreio através de mamografias baixaram as taxas de incidência nos países ocidentais, no entanto, em Portugal, estas taxas tem vindo a aumentar nos últimos anos. Entre as mulheres portuguesas o carcinoma da mama e a neoplasia maligna mais comum e a principal causa de morte por cancro, com 6088 novos casos estimados e 1570 mortes em 2012. Este aumento pode estar também relacionado com alterações nos padrões reprodutivos, obesidade e inactividade física. O cancro da mama e dividido em vários subtipos com características moleculares intrínsecas: luminal A, luminal B, sobre expressão de HER2 e basal. Os tipos luminal A e B são caracterizados pela expressão de receptores hormonais, enquanto que os restantes subtipos são menos propensos a expressar o receptor de estrogénio (ER) ou de progesterona (PgR), sendo que o basal não expressa ER, PgR e HER2 (tumores triplo negativos). A heterogeneidade biológica bem como a plasticidade dinâmica do microambiente tumoral são importantes desafios no estudo e o tratamento do carcinoma da mama. Exemplo disso, e a importância de conhecer o status do RE e HER2, uma vez que constituem indicadores de prognostico e alvos terapêuticos relevantes. A acção do estrogénio e mediada pela ligação a receptores de estrogénio (ER-α e/ou ER-β) que são expressos em vários tecidos. Actualmente, apenas o ER-α tem sido usado na clinica como marcador de prognóstico e alvo terapêutico devido a sua elevada expressão proteica em lesões mamárias malignas em comparação com o tecido normal. A administração de fármacos antagonistas de estrogénios, como o tamoxifen, e eficaz no tratamento de cancro da mama, no entanto, estes fármacos tem diversos efeitos secundários e apos tratamentos prolongados os tumores podem tornar-se resistentes. A doença oncológica e considerada mundialmente como um problema de saúde pública e a segunda maior causa de morte em termos globais. A acumulação de alterações genéticas e epigenéticas permite as células escaparem a rede de controlo que regula o equilíbrio homeostático entre a proliferação celular e morte celular, levando a uma proliferação anormal de células. Uma neoplasia e considerada maligna se as suas células tiverem adquirido independência mitogénica e a capacidade de invadir os tecidos adjacentes. Durante a carcinogénese, 6 propriedades celulares fundamentais são alteradas: aumento da sinalização proliferativa, elevado potencial replicativo, insensibilidade aos sinais de antimitogénese, capacidade de invasão tecidular e metastização, angiogénese sustentada e resistência a apoptose. Estas capacidades biológicas adquiridas durante esta transformação gradual e complexa são as chamadas hallmarks do cancro que foram recentemente revisitadas, emergindo 2 novas hallmarks, a reprogramação do metabolismo energético e evasão ao controlo imunitário. Para além das células tumorais, as células não malignas do microambiente tumoral, incluindo fibroblastos, adipócitos, células imunes e endoteliais são determinantes na biologia do cancro visto que actuam como uma rede funcional na qual factores solúveis e moléculas orgânicas são continuamente partilhados. Para cumprir os requisitos biossintéticos associados a proliferação, uma célula deve aumentar a importação de nutrientes que suportam a sobrevivência e alimentam o crescimento celular ocorrendo uma remodelação metabólica. Num nicho tumoral proliferativo, os ácidos gordos são essenciais visto que podem ser usados simultaneamente como combustível e como blocos de construção de forma a manter a renovação e divisão celular. A desmoplasia é relativamente frequente em carcinoma da mama, apesar de não ser característica exclusiva, e consiste numa alteração estromal caracterizada pela presença de estroma fibrótico que tem como principal componente celular os fibroblastos. Para além das células tumorais, os fibroblastos associados a cancro (CAFS) são a componente principal do microambiente tumoral e pensa-se que eles desempenhem um papel determinante no início e na progressão da doença. Conceptualmente, os adipócitos são os principais fornecedores de ácidos gordos, no entanto, o nosso grupo de investigação demonstrou, em modelos in vitro e in vivo, que os CAFs cooperam com células de cancro da mama ao produzirem e fornecerem ácidos gordos a estas. As células de carcinoma da mama expostas a meio condicionado por CAFs aumentavam a absorção de lípidos bem como a expressão de FATP1/SLC27A1 (FA transport protein 1), promovendo a transferência de ácidos gordos. FATP1 e uma proteína membranar responsável pela absorção de ácidos gordos de cadeia longa e muito longa. A regulação da síntese, absorção e degradação de ácidos gordos e essencial para sustentar a fisiologia celular. Assim, limitar a disponibilidade de ácidos gordos as células tumorais de forma a perturbar o crescimento tumoral e uma possível abordagem terapêutica que poderá usar o FATP1 como alvo. Considerando a transferência de ácidos gordos dos CAFs as células de carcinoma da mama, o FATP1 parece ser um candidato adequado para tratar o cancro da mama e um possível marcador de prognóstico. Em 2013, foram desenvolvidos uns fármacos que foram caracterizados como inibidores eficazes do FATP1, as arilpiperazidinas. Este projecto tem como objectivo demonstrar o papel do FATP1 na sobrevivência e comportamento das células de cancro da mama, de forma a validar o seu uso como factor de prognóstico e alvo terapêutico. Para atingir este objectivo foram delineados 3 objectivos específicos: o primeiro e confirmar que o estrogénio e os ácidos gordos regulam a expressão de FATP1/SLC27A1 e que esta proteína e crucial para as células de carcinoma da mama; o segundo objectivo surgiu aquando da análise dos resultados obtidos no primeiro objectivo e consiste em esclarecer o papel do ERb na regulação de FATP1/SLC27A1, e o terceiro objectivo e testar a inibição de FATP1 recorrendo a exposição a arilpiperazidinas 5k e 12a na tentativa de delinear uma possível estratégia terapêutica. Os resultados de RQ-PCR e western blotting mostraram que os ácidos gordos (acido linoleico (C18:2)) e estradiol estimulam a expressão de FATP1/SLC27A1, especialmente nas MDA-MB-231 que possui níveis basais mais elevados de mRNA FATP1/SLC27A1 em comparação com MCF7. Curiosamente, observamos que o estradiol estimula a ligação do ER-b ao promotor do FATP1/SLC27A1. Isto levou-nos a investigar o papel do ER-b na regulação do FATP1/SLC27A1 utilizando um agonista do ER-b, o ERB-041 e um antagonista do ER-b, o PHTPP. Os resultados revelaram que o PHTPP afecta a viabilidade celular, a absorção de ácidos gordos e aumenta os níveis de FATP1 na membrana celular em ambas as linhas celular indicando que para alem do ER-a, o ER-b actua como um factor de pro-sobrevivência em células de carcinoma da mama e deveria ser investigado como eventual marcador de prognostico. Observamos igualmente que os ácidos gordos e o estradiol induzem a migração e a proliferação celular. Os resultados in vitro estão de acordo com dados de doentes que mostram uma maior expressão de FATP1/SLC27A1 em carcinomas da mama mais agressivos e invasivos. Por conseguinte, a inibição do FATP1 com as arilpiperazidinas interferiu com a absorção de ácidos gordos e com a proliferação celular validando a importância do FATP1 como um potencial alvo terapêutico em cancro da mama. O nosso estudo inicia um percurso de investigação que acreditamos que permitira eleger o FATP1 como um marcador de mau prognostico do cancro da mama e um potencial alvo terapêutico.Breast cancer is the most frequent malignant neoplasia in women worldwide, with an estimated 1.7 million cases and 521,900 deaths in 2012, accounting for 25% of all cancer cases and 15% of all cancer deaths among females. In western countries, incidence rates have been declining, however, in Portugal breast cancer age-adjusted incidence rates have been increasing for years. Indeed, breast carcinoma is the leading cause of cancer mortality among Portuguese women, with an estimated 6088 new cases and 1570 deaths in 2012. Cancer is a complex group of diseases in which several cellular and molecular components of the tumor microenvironment contribute to the survival of cancer cells. The non-neoplastic cells of the tumor microenvironment including fibroblasts, adipocytes, immune and endothelial cells are determinant in cancer biology since they act as a functional network in which soluble factors and organic molecules are transiently shared. To fulfill the biosynthetic demands associated with proliferation, a cell must increase the import of nutrients that sustain survival and fuel cell growth, supported by a metabolic remodeling. In a proliferative tumor niche, fatty acids (FA) are crucial since they are both fuel and construction blocks, maintaining cell renewal and division. Conceptually, adipocytes are the main suppliers of FA, however our team published that cancer associated fibroblasts (CAFs) also function as hubs of FA to supply the needs of cancer cells. Breast cancer cells exposed to CAFs-conditioned media increased their lipid uptake and the expression of FATP1/SLC27A1 (FA transport protein 1), promoting FA transfer. FATP1 is an integral membrane protein known to enhance the uptake of long-chain and very long-chain FA into cells. Considering FA transfer from CAFs to breast cancer cells, FATP1 appears to be a suitable candidate to treat breast cancer and a possible marker of disease outcome. The present thesis aims to prove the role of FATP1 in breast cancer cells survival and behavior in order to validate its use as a therapeutic target. The main objective was divided in 3 specific aims: The first aim is to confirm that estrogen and FA regulate the expression of FATP1/SLC27A1, which is crucial for breast cancer cells. The second aim emerged from the evaluation of the results obtained in the first aim, and it is to evaluate the role of ER-b in FATP1/SLC27A1 regulation. The third aim is to target FATP1 with arylpiperazines, which were characterized as effective inhibitors of FATP1, testing a putative therapeutic approach. RQ-PCR and western blotting analysis showed that FA (linoleic acid (C18:2)) and estradiol stimulated FATP1/SLC27A1 expression, especially in MDA-MB-231, which has higher basal levels of FATP1/SLC27A1 mRNA in comparison with MCF7. Interestingly, we found that estradiol stimulated the binding of ER-b to the FATP1/SLC27A1 promoter. These findings prompted us to investigate the role of ER-b in FATP1/SLC27A1 regulation using an ER-b agonist, ERB-041 and an ER-b antagonist, PHTPP. Results revealed that PHTPP affects cell viability, the uptake of FA and increases the levels of FATP1 in the cell membrane in both cell lines. Also indicating that, besides ER-a, ER-b is a pro-survival effector in breast cancer cells and it should be tested as a prognostic marker. Wound healing and cell cycle analysis showed that FA and estradiol induced cell migration and proliferation. Our in vitro findings were supported by patients’ data showing a higher expression of FATP1/SLC27A1 in more aggressive and invasive breast carcinomas. Furthermore, the inhibition of FATP1 with arylpiperazines interfered with the uptake of FA and cell proliferation, validating the importance of FATP1 as a putative therapeutic target in breast cancer. Our study paves the path in order to elect FATP1 a suitable marker for breast cancer prognosis and a putative therapeutic target to better treat breast cancer patients.Serpa, JacintaMatos, Ana Rita Barreiro Alves de,1975-Repositório da Universidade de LisboaMendes, Cindy Alexandra Lopes2019-01-15T17:47:59Z201820182018-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/36437TID:202188604enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:33:10Zoai:repositorio.ul.pt:10451/36437Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:50:46.251839Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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