Verifican los Mecanismos Moleculares de la Carcinogénesis Gástrica Inducida por el Factor de Crecimiento Derivado del Hepatoma

• AUTOR : Hee Lee K, Young Choi E, Chan Jung B y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Hepatoma-Derived Growth Factor Regulates the Bad-Mediated Apoptotic Pahtway and Induction of Vascular Endothelial Growth Factor in Stomach Cancer Cells
• CITA : Oncology Research 19(2):67-76, 2010
• MICRO : En función de su actividad sobre las vías metabólicas relacionadas con la invasión y la apoptosis, el factor de crecimiento derivado del hepatoma constituye un factor potencial de supervivencia para las células neoplásicas, por lo cual representa un objetivo eventual de las terapias antineoplásicas.

Introducción

El carcinoma gástrico es la segunda causa de mortalidad relacionada con el cáncer. El pronóstico de los pacientes afectados depende de parámetros clínicos y patológicos, como la profundidad de la invasión tumoral, la presencia de metástasis ganglionares, el patrón de crecimiento y la variante histológica.

El factor de crecimiento derivado del hepatoma (HDGF [hepatoma-derived growth factor]) es una molécula purificada inicialmente a partir de la línea celular HUH-7 de carcinoma hepatocelular. Si bien no se ha definido la función precisa del HDGF, se observa un incremento de su expresión en los tejidos durante la primera etapa del desarrollo. Asimismo, el HDGF se presenta en forma abundante en las líneas celulares tumorales. En modelos experimentales de carcinoma hepatocelular, la expresión de esta molécula se incrementa en las primeras etapas, incluso antes de la formación del tumor. En este contexto, se presume que el HDGF forma parte de los mecanismos de génesis tumoral, si bien se desconoce si esta molécula induce la transformación celular o la formación tumoral in vivo. Además, este factor de crecimiento presenta efectos mitogénicos sobre el músculo liso de los vasos de sangre en modelos in vitro, por lo cual se postula su participación en el crecimiento vascular.

En el presente estudio se llevó a cabo una evaluación de la acción del HDGF sobre dos líneas celulares de carcinoma gástrico, con técnicas de ARN pequeños de interferencia (ARN-PI).

Materiales y métodos

Se seleccionaron las líneas celulares NUGC-3 (adenocarcinoma gástrico mal diferenciado) y MKN-28 (adenocarcinoma gástrico tubular moderadamente diferenciado), mantenidas en un medio modificado de Eagle con suplementos y antibióticos. Se completaron técnicas de micromatriz multigénica (microarray) con ADN complementario sintetizado a partir del ARN total. Asimismo, se completaron pruebas de reacción en cadena de la polimerasa semicuantitativa. Las líneas celulares se incubaron para su posterior lisis y centrifugado, con separación de las proteínas para su transferencia a membranas de nitrocelulosa. Se efectuaron ensayos con el agregado de bromuro de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolio. También se transfectaron células con el vector de expresión de ARN horquillado corto para HDGF, con selección posterior de clones celulares. Tanto las células de control como aquellas transfectadas se analizaron después de los procesos de depuración por medio tanto de estimación de la fluorescencia como de microscopia óptica en cámaras de invasión.

Resultados

En virtud de la información disponible acerca de la capacidad del factor de crecimiento de los hepatocitos (HGF [hepatocyte growth factor]) para inducir a los genes c-fos y c-jun en diversas células, se evaluó esta posibilidad en las líneas celulares elegidas. De acuerdo con los autores, la expresión del ARN mensajero (ARNm) del gen c-fos se incrementó a los 30 minutos de la exposición al HGF. Igualmente, los niveles del ARNm del gen c-jun se elevaron en forma gradual hasta una hora después del tratamiento con HGF. Para evaluar en forma diferencial la expresión génica en las células NUGC-3 expuestas al HGF, se utilizó una prueba de ADN complementario, en la cual se reconoció que 26 genes duplicaban su expresión tras el tratamiento con este factor. El nivel de HDGF también se incrementó en este modelo de análisis.

Mediante pruebas de inmunotransferencia con anticuerpos policlonales contra el HDGF, se reconoció que las líneas celulares de carcinoma gástrico expresaban este factor de crecimiento. No obstante, la exposición al HGF elevaba la expresión de HDGF en manera dependiente de la dosis, mientras que el ARN-PI del HDGF podía regular por disminución la expresión en forma específica y eficaz. Asimismo, esta regulación por disminución de la expresión de HDGF se relacionó con menor proliferación celular.

Con un modelo similar, los autores demostraron que la exposición al HGF se asoció con el aumento de la expresión del factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF [vascular endothelial growth factor]) en ambas líneas celulares y de manera dependiente de la dosis. En coincidencia, en las líneas celulares transfectadas, la aplicación de ARN-PI de HDGF se vinculó con la reducción de la expresión del VEGF.

Con el objetivo de definir los efectos del HDGF sobre el fenotipo de las células tumorales, se completó un modelo de invasión in vitro en una cámara de migración. En este protocolo, se advirtió que la capacidad invasora de las células transfectadas con ARN-PI de HDGF y expuestas al HGF fue 3.9 veces menor en las células NUGC-3 y 1.9 vez menor en las células MKN-28, en comparación con los elementos celulares de control. De este modo, la capacidad invasora de estas células neoplásicas pareció inhibirse mediante la abolición de la expresión de HDGF, por lo cual la regulación de esta molécula podría representar un objetivo terapéutico de las metástasis en el carcinoma gástrico.

Para determinar el mecanismo subyacente de esta acción inductora sobre la proliferación de las células neoplásicas, se evaluó la vía metabólica de las quinasas reguladas por señales extracelulares (ERK) en las células transfectadas con ARN-PI de HDGF. Estos elementos celulares se caracterizaron por una menor expresión de la proteína ERK fosforilada, por lo cual se sostiene que la proliferación celular inducida por el HDGF parece mediada por esta vía metabólica. Del mismo modo, los autores señalan que la actividad de la proteína Bad (inductora de mortalidad asociada con Bcl-2) en el fenómeno de apoptosis se relaciona de forma directa con la fosforilación. La remoción de los enlaces fosfato de los residuos de serina en la Bad se relaciona con la inducción de apoptosis. En el presente modelo de transfección de ambas líneas celulares neoplásicas con ARN-PI del HDGF, se comprobó una reducción de la fosforilación en los residuos de serina de 70% a 80%, en comparación con un incremento de esta actividad superior al 50% en las líneas celulares de control expuestas al HGF.

Discusión

Los investigadores señalan que la mortalidad anual asociada con el carcinoma gástrico es elevada, pese a los avances recientes en los métodos diagnósticos, la detección precoz y las técnicas quirúrgicas.

Se postula que el HDGF se encuentra involucrado en la patogenia del cáncer; la expresión de esta molécula parece constituir un potencial factor pronóstico del carcinoma hepatocelular, el cáncer de pulmón de células no pequeñas, el carcinoma de esófago, el cáncer gástrico y el carcinoma de páncreas. En modelos in vitro se ha confirmado la participación del HDGF en la proliferación de diversas células. En el presente análisis, los autores manifiestan que la abolición de las vías de señalización vinculadas con el HDGF en líneas celulares de carcinoma gástrico se asoció con la inhibición de la proliferación celular mediada por la vía de las ERK.

El crecimiento microvascular depende de la diferenciación y migración de las células del músculo liso. Un mediador esencial de este proceso es el VEGF, que induce mitogénesis, migración y organización de las células endoteliales. Las vías metabólicas relacionadas con este factor de crecimiento incluyen las ERK 1 y 2, así como la proteína Akt. Sin embargo, no se ha definido la participación complementaria de otros factores de crecimiento en este proceso. En modelos experimentales previos se ha descrito que la carcinogénesis in vivo vinculada con la actividad del HDGF también provoca la inducción de VEGF, así como un efecto angiogénico directo. En el presente estudio con células transfectadas con ARN-PI se comprobó que el VEGF puede ser regulado por la acción del HDGF. Asimismo, en concordancia con lo señalado en experiencias de otros autores, se verificó una menor capacidad de invasión en aquellas células neoplásicas en las cuales se indujo la abolición de la acción del HDGF.

La transfección con ADN complementario para el HDGF provoca la estimulación del crecimiento de la línea celular HepG2 de carcinoma hepatocelular. La abolición de la vía del HDGF con oligonucleótidos antisentido puede inducir la apoptosis de esas células, así como inducir la expresión de la proteína Bad, relacionada con la apoptosis. Estos procesos, así como la inactivación de las proteínas ERK, permiten suponer que el HDGF es un factor potencial de supervivencia para las células neoplásicas, por lo cual representa un objetivo eventual de las terapias antineoplásicas.

Conclusión

Sobre la base de estos datos, los autores enfatizan en la necesidad de estudios futuros para dilucidar los mecanismos moleculares asociados con la carcinogénesis inducida por el HDGF, así como en las estrategias dirigidas a la regulación por disminución o la inhibición funcional de esta proteína.

Especialidad: Bibliografía - Oncología