Cancro da mama e inibidores da aromatase : avaliação biológica do exemestano na linha celular MCF-7aro

Abstract

Breast cancer remains a public health issue on a global scale, and there is an important general trend to increase more specific interventions to obtain efficacious treatment, with less toxic side effects. Estrogens are pivotal in the growth and development of normal and neoplastic mammary tissue, and mediate their action via the estrogen receptors (ER). Based on this knowledge there are several therapeutic approaches to block estrogen actions: use of estrogen receptor modulators (SERMs), like tamoxifen, and estrogen receptor downregulators (SERDs), such as fulvestrant, which directly target estrogen receptors; or use of aromatase inhibitors (AIs). Aromatase is responsible for the final step of estrogen biosynthesis, and its inhibition has been considered as an important target in the treatment of estrogen-dependent breast cancer. In fact, the use of synthetic AIs has shown to be an effective alternative to the classical treatment with tamoxifen, for post-menopausal women with ER-positive breast cancer. Exemestane is a potent third-generation steroidal aromatase inhibitor used in cancer therapy. However, its mechanism of action as AI in cells is not totally understood neither is the eventual development of resistance in some patients. This work allowed the study of the in vitro effects of exemestane, in cell viability and proliferation, cell cycle progression, and induction of cell death in an ER-positive aromatase-overexpressing breast cancer cell line (MCF-7aro). This compound causes a reduction in cell viability and has the ability to inhibit the proliferative action of testosterone in MCF-7aro cells in a dose- and timedependent manner which was accompanied by induction of cell cycle arrest in G0/G1 phase. In addition to morphological alterations, such as membrane blebbing, and condensation and fragmentation of chromatin, exemestane induced increased binding of annexin V to MCF-7aro cells suggesting that the decrease in cell viability may be also explained by cell death possibly by apoptosis. The results suggest that MCF-7aro could be used as an in vitro model of aromatase- driven breast cancer for evaluation of growth-inhibitory effects of compounds used in hormonal therapy and may help in the elucidation of the mechanisms of interaction of AIs with cancer cells in breast cancer tissue, allowing the finding of more potent and selective endocrine therapies.

O cancro da mama é uma questão de saúde pública a uma escala global sendo necessário cada vez mais, tratamentos eficazes e com menor toxicidade. Os estrogénios possuem um papel importante no crescimento dos tecidos normal e neoplásico mamário, sendo a sua acção mediada através dos receptores de estrogénio (RE). Assim, existem várias abordagens terapêuticas de bloqueio dos seus efeitos: uso de modeladores selectivos dos receptores de estrogénio (SERMs) como o tamoxifeno e inactivadores (SERDs) como o fulvestran, que actuam directamente a nível dos RE, e de compostos inibidores da aromatase (IAs). A aromatase, é responsável pelo passo final da biossíntese do estrogénio, e a sua inibição tem sido considerada um alvo terapêutico importante no cancro da mama estrogénio-dependente. De facto, o uso de IAs demonstrou ser uma alternativa eficaz ao tratamento clássico com o tamoxifeno para mulheres pós-menopáusicas com cancro da mama RE-positivo. O exemestano é um potente inibidor da aromatase de terceira generação usado na terapia. No entanto, os mecanismos de acção dos IAs a nível celular não estão totalmente esclarecidos nem os porquês da ocorrência de resistências ao tratamento. Este trabalho permitiu avaliar os efeitos in vitro do exemestano a nível da viabilidade, proliferação celular, e indução de morte numa linha celular de cancro da mama contendo receptores de estrogénio e que expressa níveis elevados de aromatase (MCF-7aro). Este composto provoca uma redução da viabilidade e uma inibição da proliferação celular induzida pela testosterona, de modo dependente da dose e do tempo de exposição com retenção do ciclo celular na fase G0/G1. Para além de alterações morfológicas tais como blebs de membrana, condensação e fragmentação de cromatina induz um aumento na ligação da Anexina V às células sugerindo também morte celular, possivelmente por apoptose. Os resultados deste trabalho indicam que a linha celular MCF-7aro poderá ser usada como modelo de estudo dos efeitos in vitro de compostos usados na terapia endócrina e contribuir para a elucidação dos mecanismos de interacção dos IAs com as células cancerígenas e descoberta de novas terapias endócrinas mais potentes e selectivas.