Efecto sobre la expresión de los genes ZO-1, ZONAB, OCLUDINA, HER-2 y cambios en la localización de las proteínas ZO-1 y ZONAB inducidos por estradiol en células de carcinoma mamario humano MCF-7 Público Deposited
En el cáncer la pérdida de inhibición por contacto refleja el desorden en las vías de transducción de señales activando receptores membranales como el receptor del factor de crecimiento epidermal tipo 2 (HER-2) el cual está relacionado con actividades de proliferación y diferenciación. En este estudio se trató de determinar el papel del estradiol (E2) en la regulación de la expresión de los genes que codifican a las proteínas del complejo ocluyente ZO-1(Zonula Occludens 1), ZONAB, ocludina, incluyendo HER-2 además de analizar su efecto en la localización de ZO-1 y ZONAB en la línea celular de cáncer de mama MCF-7. Los resultados revelaron que el estradiol estimula la expresión de ZO-1 y ZONAB tanto el ARN como su proteína después de las 3 y 6 horas de incubación y de forma dependiente a la concentración, además se demostró que la expresión de ZO-1 no depende de la síntesis de novo de proteínas, lo que se mostró con el uso de cicloheximida (CHX) un inhibidor de la traducción. En cuanto a ZONAB y el efecto de CHX se observa que la expresión de ZONAB si depende de la síntesis de novo. Los efectos máximos del E2 se observan a una concentración de 100nM y se correlaciona con el incremento en los niveles de expresión de HER-2 (de 2.5 a 3 veces con respecto al control) observados después de las 24 horas de incubación, este efecto se explica por el hecho que ZO-1 y ZONAB tienen la capacidad de funcionar como co-activador y factor de transcripción, respectivamente en el promotor del gen HER-2. Las proteínas ZO-1 y ZONAB se localizaron en las fracciones nucleares y citoplasmáticas de las células de cáncer de mama incubadas con estradiol a diferentes periodos de tiempo. En donde se observa la translocación de ZO-1 al núcleo después de los 30 minutos de incubación con el E2, y una disminución tanto de ZO-1 y ZONAB en las fracciones citoplasmáticas después de los 30 minutos de incubación con estradiol. Por otra parte, las diferentes dosis del E2 disminuyeron significativamente los niveles de ocludina después de las 9h de incubación, efecto que puede ser asociado al incremento en la permeabilidad paracelular como ha sido reportado en células del endotelio vascular humano. Nosotros proponemos que E2 puede inducir cambios en la expresión génica de los componentes del complejo ocluyente que concuerdan con la transición de epitelio mesénquima caracterizado por la reducción del marcador epitelial ocludina durante la tumorogénesis de la glándula mamaria. Se observó incremento concomitante en los niveles de expresión de ZONAB y ZO-1, además de los cambios observados en su translocación al núcleo que condujeron a una expresión elevada de HER-2. La inhibición de la formación de las uniones estrechas disminuye la adhesión célula a célula, lo cual induce la perdida de inhibición por contacto que desregula el crecimiento, tumorogénesis y la metástasis en el cáncer de mama. Los resultados obtenidos describen por primera vez un mecanismo mediante el cual el E2 desestabiliza la formación de las uniones estrechas, disminuye la adhesión célula a célula y estimula la síntesis del HER-2 en células de carcinoma mamario humano.
Breast cancer is the first cause of death by cancer in Mexican women from 25 years old and above. In normal breast ductal epithelium, junction complexes comprise tight junctions (TJ) and adherent junctions (AJ), both establish and maintain cell-to-cell adhesion; aberrations in this complex induce epithelial-mesenchymal transition, a key developmental program that is often activated during invasion and metastasis of breast cancer cells. This study sought to determine the role of 17-beta-estradiol (E2) in the regulation of expression and localization of TJ-associated proteins in the human breast cancer cell line MCF-7, including Zonula Occluden-1 (ZO-1), occludin, the ZO-1-associated transcription factor (ZONAB), and in the expression of the epidermal growth factor receptor-2 (HER-2). We found that in estrogen receptor-positive MCF-7 cells, E2 at 100nM induces multiple effects on both ZO-1 and ZONAB mARN expression, increasing their expression after 15 minutes, decreasing 15 minutes later and increasing again at 6 hours of incubation. It is important to notice that ZO-1 expression, but not ZONAB, is independent of de novo protein synthesis, blocked by cycloheximide. These results were correlated with the increase of HER-2 expression levels (up to 3-fold) observed after 24 hours of incubation. Our results showed that maximal ZO-1 translocation to nucleus was after 30 minutes of incubation, with concomitant decreased of both ZO-1 and ZONAB in cytoplasmic fractions. We also demonstrated that different doses of E2 (10- 9M to 10- 7M) decreased dramatically occludin mARN levels after 9 hours and up to 24 hours of incubation; this effect can be associated with an increase in paracellular permeability. We suggest that E2 can induce changes in TJ proteins that starts epithelial-mesenchymal transition and an increase in HER-2 gene expression. The results describe for the first time a mechanism by which E2 destabilizes the tight junctions formation, decreases cell-cell adhesion and stimulates the HER-2 synthesis in human breast carcinoma cells.
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