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Abstract(s)
Prostate cancer (PCa) is the most common type of oncological disorder in men, for
which an increasing incidence has been reported. Development and progression of PCa have
been highly related with the circulating and intraprostatic hormonal milieu. Despite the
classical role of androgens as stimulating agents in PCa growth, currently, estrogens also have
been implicated in the prostate carcinogenesis. However, a duality for the possible role of
estrogens in prostate cells has been gaining consistency over the last years. If some studies
defend that estrogens are potential causative agents of PCa, other strong evidences indicate
that these steroids may be protective against PCa. The tyrosine kinase receptor c-KIT and its
ligand, the Stem Cell Factor (SCF) are powerful agents stimulating cell proliferation in a
broad range of tissues, and the SCF/c-KIT interaction seems to play a crucial role in
carcinogenesis. Moreover, it has been shown that estrogens modulate the expression of
SCF/c-KIT system in several tissues, except the prostate. The present work aims to evaluate
the role of estrogens regulating the SCF/c-KIT expression in human prostate cell lines and in
rat prostate in vivo. The consequent effects on proliferation and apoptosis of prostatic cells
will also be determined.
Neoplastic (LNCaP, DU145 and PC3) and non-neoplastic (PNT1A) human prostate cell
lines were cultured in presence or absence of 100 nM 17b-estradiol (E2) for different time
periods. Adult male Wistar rats were daily injected with vehicle (control) or E2 (250
mg/day/kg) for 5 days. After treatment, animals were euthanized under anesthesia and
prostates were collected, weighted and either fixed in 4 % paraformaldehyde or snap frozen
in liquid nitrogen. The expression analysis of SCF and c-KIT in response to E2 was performed
by means of real-time PCR, Western Blot and immunocito/histochemistry. The proliferation in
rat prostate cells was estimated via fluorescent immunohistochemistry of Ki67. The protein
ratio of Bax (pro-apoptotic)/Bcl-2 (anti-apoptotic), the expression of caspase-9, Fas and Fas-
L, the enzymatic activity of caspase-3 and a TUNEL assay were used to evaluate apoptosis.
The results obtained showed a decreased expression of both SCF and c-KIT in response
to E2-treatment either in human prostate cells or rat prostate in vivo, which suggested a
restricted proliferation of prostate cells in response to estrogens. This fact was confirmed in
vivo by the diminished prostate weight and reduced Ki67 proliferation index observed in the
E2-treated group. In addition, the enzymatic activity of caspase-3 was increased in response
to E2, which indicates that estrogens induced apoptosis in rat prostate. The enhanced
expression of the Fas system in the prostate of E2-treated animals suggests the involvement of
the extrinsic pathway in the estrogen-induced apoptosis. In conclusion, the present work demonstrated that estrogens down-regulate the
SCF/c-KIT system in neoplastic and non-neoplastic human prostate cells and in rat prostate in
vivo. Moreover, estrogens have anti-proliferative and apoptosis-inducer effects in prostate
exerted likely through the down-regulation of the SCF/c-KIT system. These findings also
provided a body of evidence supporting the protective role of estrogens against development
of PCa.
O cancro da próstata é o tipo de doença oncológica mais comum entre os homens, a qual tem apresentado uma incidência crescente ao longo dos anos. O desenvolvimento e a progressão do cancro da próstata têm vindo a ser relacionados com o ambiente hormonal intraprostático, assim como com os níveis séricos hormonais. Apesar do papel dos androgénios como agentes estimuladores do crescimento do cancro da próstata se encontrar bem descrito, também os estrogénios parecem estar envolvidos na carcinogénese da próstata. Contudo, a dualidade dos possíveis efeitos dos estrogénios na próstata é um assunto que tem vindo a ganhar consistência nos últimos anos. Se alguns estudos defendem que os estrogénios são agentes causadores do cancro da próstata, outras evidências, igualmente fortes, indicam que estas hormonas podem ser protectoras contra o cancro da próstata. O receptor tirosina cinase c-KIT e o seu ligando, o Stem Cell Factor (SCF), são fortes estimuladores da proliferação celular num vasto conjunto de tecidos, e a interacção ligando/receptor parece ter um papel fundamental na carcinogénese. Para além disso, tem sido demonstrado que os estrogénios regulam a expressão do sistema SCF/c-KIT em vários tecidos, desconhecendo-se o que acontece ao nível da próstata. O presente trabalho tem como objectivo avaliar o papel dos estrogénios na regulação do sistema SCF/c-KIT em linhas celulares de próstata humana e em próstata de rato in vivo. Pretende-se igualmente averiguar o consequente efeito dos estrogénios na proliferação e apoptose de células da próstata. Para isso, linhas celulares de próstata humana neoplásicas (LNCaP, DU145 e PC3) e não-neoplásicas (PNT1A) foram mantidas em cultura na presença ou ausência de 100 nM de 17b-estradiol (E2) durante diferentes períodos de tempo. Por outro lado, ratos machos adultos da estirpe Wistar foram injectados diariamente com veículo (controlo) ou com E2 (250 mg/dia/kg), durante 5 dias. Após o tratamento, os animais foram eutanasiados sob anestesia e removeram-se as próstatas, as quais foram pesadas e fixadas em paraformaldeído 4 % ou, alternativamente, congeladas em azoto líquido. A análise da expressão do SCF e do c-KIT em resposta ao tratamento com E2 foi efectuada através de PCR em tempo real, Western Blot e imunocito/histoquímica. O índice de proliferação celular na próstata de rato foi estimado com base na marcação do Ki67 usando imunohistoquímica de fluorescência. O rácio proteico Bax (pro-apoptótica)/Bcl-2 (anti-apoptótica), a expressão da caspase-9, do Fas e do Fas-L, o ensaio enzimático da actividade da caspase-3 e o ensaio do TUNEL foram as metodologias usadas para avaliar a apoptose. Os resultados obtidos revelaram uma diminuição da expressão do SCF e do c-KIT em resposta ao E2, quer em linhas celulares de próstata humana, quer na próstata de rato in vivo, o que sugere uma restrição da proliferação das células prostáticas em resposta aos estrogénios. Este facto foi confirmado in vivo pela diminuição do peso da próstata e pela redução do índice de proliferação Ki67 observadas no grupo tratado. Para além disso, a actividade enzimática da capase-3 encontrou-se aumentada em resposta ao E2, o que indica que os estrogénios induziram a apoptose das células da próstata de rato. O aumento da expressão do sistema Fas nos animais tratados com E2 sugere o envolvimento da via extrínseca na apoptose induzida pelos estrogénios. Em conclusão, o presente trabalho demonstrou que os estrogénios diminuem a expressão do sistema SCF/c-KIT em células neoplásicas e não neoplásicas de próstata humana, assim como, na próstata de rato. Ficou ainda estabelecido que os estrogénios têm efeitos anti-proliferativos e pro-apoptóticos na próstata, os quais provavelmente dependem da diminuição da expressão do sistema SCF/c-KIT. Por fim, estes resultados constituem uma base molecular fundamental de suporte ao papel protector dos estrogénios no desenvolvimento do cancro da próstata.
O cancro da próstata é o tipo de doença oncológica mais comum entre os homens, a qual tem apresentado uma incidência crescente ao longo dos anos. O desenvolvimento e a progressão do cancro da próstata têm vindo a ser relacionados com o ambiente hormonal intraprostático, assim como com os níveis séricos hormonais. Apesar do papel dos androgénios como agentes estimuladores do crescimento do cancro da próstata se encontrar bem descrito, também os estrogénios parecem estar envolvidos na carcinogénese da próstata. Contudo, a dualidade dos possíveis efeitos dos estrogénios na próstata é um assunto que tem vindo a ganhar consistência nos últimos anos. Se alguns estudos defendem que os estrogénios são agentes causadores do cancro da próstata, outras evidências, igualmente fortes, indicam que estas hormonas podem ser protectoras contra o cancro da próstata. O receptor tirosina cinase c-KIT e o seu ligando, o Stem Cell Factor (SCF), são fortes estimuladores da proliferação celular num vasto conjunto de tecidos, e a interacção ligando/receptor parece ter um papel fundamental na carcinogénese. Para além disso, tem sido demonstrado que os estrogénios regulam a expressão do sistema SCF/c-KIT em vários tecidos, desconhecendo-se o que acontece ao nível da próstata. O presente trabalho tem como objectivo avaliar o papel dos estrogénios na regulação do sistema SCF/c-KIT em linhas celulares de próstata humana e em próstata de rato in vivo. Pretende-se igualmente averiguar o consequente efeito dos estrogénios na proliferação e apoptose de células da próstata. Para isso, linhas celulares de próstata humana neoplásicas (LNCaP, DU145 e PC3) e não-neoplásicas (PNT1A) foram mantidas em cultura na presença ou ausência de 100 nM de 17b-estradiol (E2) durante diferentes períodos de tempo. Por outro lado, ratos machos adultos da estirpe Wistar foram injectados diariamente com veículo (controlo) ou com E2 (250 mg/dia/kg), durante 5 dias. Após o tratamento, os animais foram eutanasiados sob anestesia e removeram-se as próstatas, as quais foram pesadas e fixadas em paraformaldeído 4 % ou, alternativamente, congeladas em azoto líquido. A análise da expressão do SCF e do c-KIT em resposta ao tratamento com E2 foi efectuada através de PCR em tempo real, Western Blot e imunocito/histoquímica. O índice de proliferação celular na próstata de rato foi estimado com base na marcação do Ki67 usando imunohistoquímica de fluorescência. O rácio proteico Bax (pro-apoptótica)/Bcl-2 (anti-apoptótica), a expressão da caspase-9, do Fas e do Fas-L, o ensaio enzimático da actividade da caspase-3 e o ensaio do TUNEL foram as metodologias usadas para avaliar a apoptose. Os resultados obtidos revelaram uma diminuição da expressão do SCF e do c-KIT em resposta ao E2, quer em linhas celulares de próstata humana, quer na próstata de rato in vivo, o que sugere uma restrição da proliferação das células prostáticas em resposta aos estrogénios. Este facto foi confirmado in vivo pela diminuição do peso da próstata e pela redução do índice de proliferação Ki67 observadas no grupo tratado. Para além disso, a actividade enzimática da capase-3 encontrou-se aumentada em resposta ao E2, o que indica que os estrogénios induziram a apoptose das células da próstata de rato. O aumento da expressão do sistema Fas nos animais tratados com E2 sugere o envolvimento da via extrínseca na apoptose induzida pelos estrogénios. Em conclusão, o presente trabalho demonstrou que os estrogénios diminuem a expressão do sistema SCF/c-KIT em células neoplásicas e não neoplásicas de próstata humana, assim como, na próstata de rato. Ficou ainda estabelecido que os estrogénios têm efeitos anti-proliferativos e pro-apoptóticos na próstata, os quais provavelmente dependem da diminuição da expressão do sistema SCF/c-KIT. Por fim, estes resultados constituem uma base molecular fundamental de suporte ao papel protector dos estrogénios no desenvolvimento do cancro da próstata.
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Keywords
Stem Cell Factor Apoptose C-Kit Cancro da Próstata Du145 Estrogénios Lncap Pc3 Pnt1a Proliferação Ratos