Role of the epithelial-to-mesenchymal transition in bladder cancer aggressiveness

Abstract

Introdução: O carcinoma da bexiga (CB) representa a patologia mais comum do trato urinário, sendo uma das principais causas de morte devida ao cancro. Há cada vez mais evidências de que um processo designado transição epitelial-mesenquimal (TEM) desempenha um papel fundamental na progressão e metastização de tumores. A TEM é um mecanismo celular reversível que se caracteriza pela perda de marcadores epiteliais e aquisição de um fenótipo mesenquimal, resultando numa série de alterações ao nível do comportamento das células, fraca adesão intercelular e rearranjos na arquitetura do citoesqueleto.Objetivo: Avaliar a importância do fator transformador de crescimento beta (TGF-) e do fator de crescimento epidérmico (EGF) na ativação da TEM e tentar compreender de que forma é que estes influenciam o comportamento de células tumorais derivadas de CB, tendo em conta a expressão de marcadores de estaminalidade, resistência à terapêutica, capacidade de proliferação, actividade metabólica e propriedades invasivas.Métodos: Duas linhas celulares de CB, HT-1376 e UM-UC3, foram incubadas com TGF- (10 ng/ml) e EGF (50 ng/ml), aplicados isoladamente ou em combinação, durante 48 horas. A expressão de proteínas associadas à TEM foi determinada por Western blot. A taxa de proliferação e sensibilidade das células à cisplatina foram avaliadas através do ensaio colorimétrico de MTT. A atividade metabólica das células foi avaliada pela análise da captação de 18F-FDG e a migração celular através de um ensaio de scratch.Resultados: Os níveis de expressão da vimentina, um marcador mesenquimal, aumentaram significativamente após incubação com TGF- e EGF em simultâneo nas células HT-1376, mas não na linha celular UM-UC3. Por outro lado, o fator de crescimento TGF- per se demonstrou não ter efeitos significativos na expressão de qualquer uma das proteínas analisadas, em ambas as linhas celulares. A expressão de ALDH2 e SOX2 estava tendencialmente aumentada em células HT-1376 e UM-UC3, respetivamente, após exposição ao TGF-. Nenhum dos fatores de crescimento induziu alterações significativas na capacidade de proliferação ou na atividade metabólica das células, nem tampouco provocou efeitos consideráveis no que diz respeito à sua quimiossensibilidade à cisplatina. Pelo contrário, a incubação com TGF-, isoladamente ou em combinação com EGF, aumentou a motilidade das células de ambas as linhas celulares estudadas.Conclusão: A exposição isolada ao TGF-, bem como aos dois fatores de crescimento em combinação, aumentou a capacidade migratória das células, sem interferir significativamente com a sua taxa de proliferação e sem que as células tenho sofrido uma TEM por completo.

Introduction: Bladder cancer (BC) is the most common urologic malignancy, being one of the main causes of death by cancer. There is increasing evidence supporting the role of epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) in driving cancer progression, invasion and metastasis. The EMT is a reversible mechanism characterized by the loss of epithelial markers and gain of mesenchymal morphology with subsequent alterations in cell behaviour, decreased cell-cell recognition and adhesion, and rearrangement of cytoskeletal structures. Aim: This thesis explored the role of the transforming growth factor beta (TGF-) and of the epidermal growth factor (EGF) on promoting EMT in BC and how these growth factors influence the biological behaviour of BC cells regarding their stemness profile, drug resistance, proliferation rate, metabolic activity and invasive capacities.Methods: Two human BC cell lines – HT-1376 and UM-UC3 – were treated with TGF- (10 ng/mL) and EGF (50 ng/mL), alone or in combination, for 48 h. The expression of several EMT-related proteins and stemness markers was assessed by Western blot. Proliferation rates and chemosensitivity to cisplatin (CIS) were analysed by the MTT colorimetric assay. The metabolic activity was evaluated based on 18F-FDG uptake, whereas the migration ability was assessed through a wound-healing scratch assay.Results: TGF- in combination with EGF significantly increased the expression of the mesenchymal marker vimentin in HT-1376 cells, but not in the UM-UC3 cell line. On the contrary, TGF- per se had no significant effects on any of the proteins analysed in both cell lines. A tendency towards increased expression of ALDH2 and SOX2 was observed in TGF-–treated HT-1376 and UM-UC3 cells, respectively. None of the growth factors induced significant alterations in the proliferation rate and metabolic activity of BC cells, nor considerable effects on their chemosensitivity to CIS. In opposite, TGF-, either alone or in combination with EGF, enhanced the migration ability of BC cells.Conclusions: TGF- alone or in combination with EGF increased the migration ability of BC cells without significant interference with cell proliferation and without promoting a complete EMT program.