Apesar dos avanços no tratamento dos diferentes subtipos moleculares do câncer de mama, diversos efeitos colaterais e resistência ao tratamento são observados. Nesse contexto, a busca por novos marcadores moleculares ainda é necessária. A família do coativador - 1 do receptor ativado por proliferadores de peroxissoma gama-1 (PGC-1) exerce funções cruciais no metabolismo energético celular e alguns trabalhos na literatura mostram alterações de PGC-1 no desenvolvimento do câncer. Contudo, mecanismos envolvidos na proliferação celular do carcinoma de mama permanecem desconhecidos. O objetivo geral foi determinar os mecanismos pelos quais PGC-1 controla a proliferação de células tumorais de mama, com foco em vias metabólicas e de sinalização redox. Para alcançar os objetivos, foi determinada a expressão de PGC-1alfa e beta em células tumorais de mama dos subtipos moleculares luminal (MCF-7), HER2- superexpresso (SKBR3) e triplo negativo (MDAMB231) em relação a uma linhagem de mama não tumoral (MCF-10A). Foi encontrada maior expressão gênica e proteica de PGC-1beta na superexpressão de HER2, e maior taxa de crescimento para essa linhagem. Para investigar se PGC-1beta pode estar envolvido na proliferação dessas células, utilizamos sequências específicas de RNA de interferência para o knockdown de PGC-1beta nas células SKBR3. Após o tratamento houve diminuição de proliferação celular. Assim, investigamos os prováveis mecanismos pelos quais PGC-1beta diminui a proliferação celular. Nossos resultados mostram que o knockdown de PGC-1beta não influenciou a expressão de ciclinas (B, C, D e E) e não houve diferença na quantidade de DNA mitocondrial, fator de transcrição mitocondrial A (TFAM), fator de respiração nuclear (NRF) 1 e 2. Em seguida, mostramos que o knockdown de PGC-1beta diminuiu a produção de lactato intracelular e aumentou a atividade da enzima citrato sintase, e houve tendência a maior taxa de respiração celular. Detectamos maiores níveis de espécies reativas de oxigênio (EROs) após knockdown de PGC-1beta enquanto que a produção de nitrito e nitrato, não diferiu. Não houve alteração na atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase, catalase e sistema glutationa. Os resultados revelam presença de despolarização mitocondrial quando PGC-1? é diminuído nas células HER2. Como os receptores relacionados a estrógeno (ERR) possuem conhecido papel na regulação do metabolismo energético, avaliamos se sua expressão é modulada por PGC-1?. A diminuição de PGC-1beta não influenciou a expressão gênica de ERRy e reduziu a expressão gênica de ERRalfa. Por fim, mostramos maior expressão de PGC-1beta proveniente de tumores de pacientes com câncer de mama HER2- superexpresso em relação aos diferentes subtipos moleculares. Conclui-se que a diminuição da sinalização por HER2/ PGC-1beta/ ERRalfa está envolvida com a diminuição da via glicolítica e aumento da via oxidativa com consequente aumento de EROs e perda do potencial de membrana mitocondrial, resultando em diminuição da proliferação celular. Espera-se que os resultados desse estudo ajudem na identificação de vias de sinalização importantes que controlam tanto o metabolismo energético quanto a proliferação de células tumorais, as quais poderão se tornar alvos terapêuticos no futuro / Despite a marked improvement in treatments for all breast cancer subtypes, several side-effects and resistance to therapy are noticed. In this context, the searching for new molecular targets for breast cancer treatment is still a challenge. Peroxisome proliferator-activated receptor- gamma coactivator 1 (PGC-1) is the main regulator of cell energy homeostasis and studies in the literature show alterations regarding PGC-1 in cancer development. However, mechanisms involved in cellular proliferation of breast cancer remain unknown. We aimed to determine the mechanisms by which PGC-1beta controls breast cancer cell proliferation, focusing on metabolic and redox signaling. To reach this goal, we determined PGC-1alfa and beta expression in breast cancer cell lines as luminal (MCF-7), HER2-overexpressed (SKBR3) and triple- negative (MDAMB231) as compared to a non-tumoral breast cell line (MCF-10A). We found increased gene and protein expression of PGC-1beta in HER2- overexpressed cells and increased cellular proliferation. To investigate whether PGC-1beta could be involved in the proliferation of those cells, we used specific sequences of silencing interfering RNA for knockdown of PGC-1beta in SKBR3 cells. After treatment we observed a decrease in cellular proliferation. Thus, we next investigated the probable mechanisms by which PGC-1beta could decrease cellular proliferation. Our results showed that knockdown of PGC-1beta did not influence on cyclin expression (B, C, D and E), mitochondrial DNA number, mitochondrial transcription factor - A (TFAM), nuclear receptor factor (NRF) 1 and 2 expression. We showed that knockdown of PGC-1beta induced a decrease intracellular lactate production, increase in citrate synthase activity and a trend to increase cellular respiration rate. Thereby, we detected greater amounts of reactive oxygen species (ROS) after knockdown of PGC-1beta, and no alterations was found for nitrite and nitrate levels. No alterations regarding antioxidant enzymes activities as superoxide dismutase, catalase, and glutathione system were found. Results revealed loss of mitochondrial membrane potential when PGC-1beta is decreased in HER2- overexpressed cells. As estrogen related receptors (ERR) have a recognized role in the regulation of energetic metabolism, we assessed whether their expression could be modulated by PGC-1beta. The decrease in PGC-1beta expression did not influence on ERRy expression, but it decreased the gene expression of ERRalfa. Finally, we demonstrated increased PGC-1beta expression in HER2- overexpressing tumors from breast cancer patients. Taken together, we conclude that decrease in HER2/ PGC-1beta/ ERRalfa signaling may be related to decrease in glycolytic pathway and increase in oxidative metabolism resulting in increased ROS production and loss of mitochondrial membrane potential, which can lead to decreased cellular proliferation. We hope that the findings may help in the identification of important cellular signaling that may control energetic metabolism regarding tumor cells proliferation, which can became future target therapies
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-22012016-113027 |
| Date | 03 November 2015 |
| Creators | Vanessa Jacob Victorino |
| Contributors | Heraldo Possolo de Souza, Roger Chammas, Maria Del Pilar Estevez Diz, Francisco Rafael Martins Laurindo, Carolina Panis |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Ciências Médicas, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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