Ο ρόλος των υποδοχέων των οιστρογόνων (ER-a / ER-b) και γλυκοκορτικοειδών (GR) στην παθοφυσιολογία του προστάτη και της βιολογίας της κυτταρικής σειράς PC-3

Abstract

Till today we don’t know exactly the pathogenesis of prostate cancer. Even that glucocorticoids prevent in vivo and in vitro the evolution of certain normal cell lines or modified cell lines, so little are known about the mechanism of this cell respond (132,133). Though it is certain that estrogen (ER-a, ER-b) and glucocorticoid (GR) receptors exist in cell nucleus of prostate and that are activated by small lipofilic molecules like glucocorticoids, progesterone, estrogen, retinoids and fatty acid derivatives. Recent studies establish the existence of 2 estrogen receptors in the stroma and epithelium of prostate (240). These studies show low expression of ER-b in prostate cancer cells versus normal cells, where the ER-a receptor is dominant (239). The conclusion is that ER-b may have a protective role in prostate cancer. A whole new research area is produced about hormone therapy (chemoprofilaxis with SERMs - selective estrogen receptor modulators, acapodene, arzoxifene, 240). The therapeutic management of prostate cancer is a grate challenge, especially with patients that even their initial response in therapy with androgenic exclusion; they toggle in the ormone resistant stage of the disease (stage D3). This stage has a very bad prognosis. The mean survival of patients with stage D3 prostate cancer is between 9 to 12 months. We designed this study in order to investigate the expression and role of glucocorticoid and estrogen receptors in prostate cancer. The PC-3 cell line was used, which resembles prostate cancer cells and is used widely as an in vitro model. Specifically we investigate the presence and effectiveness of GR in metastatic PC-3 cells of prostate cancer and we tested its function in the regulation of PC-3 cell proliferation through the expression of TGF β1. Our results record the presence of pure GR in PC-3 cells and that dexamethasone inhibits the G1/G0 mitosis stage. Further dexamethasone and TGF β1 inhibit the proliferation of PC-3 cells, the polyclonic antibody anti-TGF β1 blokes the inhibition of dexamethasone, the PDGF excites the proliferation of PC-3 cells and compensates the inhibition of dexamethasone in PC-3 cell lines and finally that dexamethasone modifies positively the expression of TGF β1 mRNA in PC-3 cells. We conclude that: a) the pure functional GR factor is present in PC-3 cells, b) the function of GR is mediated by the translation of TGF β1 in PC-3 cells, c) the interactions of GR function with factors like TGF β1 and PDGF could affect the growth and maybe the metastatic ability of prostate cancer cells, as example PC-3 cells. Consequently, the molecular action of dexamethasone in osteoblasts, in prostate cancer cells and their intracellular actions, highlights the therapeutic indication of using glucocorticoids, in bone metastasis especially, of prostate cancer (122, 123, 124, 125). We point to a new perception of combined therapy, that will conclude ASF and an anticancer therapy. The ability of an ASF therapy to introduce clinical responses (decrease of PSA below 4.0 ng/ml), in patients with stage D3 prostate cancer, in whom the chemotherapy was failed, would be very encouraging.

Μέχρι σήμερα τα αίτια ανάπτυξης των παθήσεων του προστάτη δεν έχουν κατανοηθεί πλήρως. Παρά το ότι τα γλυκοκορτικοειδή εμποδίζουν τόσο in vitro, όσο και in vivo την ανάπτυξη συγκεκριμένων σειρών κανονικών αλλά και τροποποιημένων κυττάρων, πολύ λίγα είναι γνωστά για το μηχανισμό αυτής της κυτταρικής ανταπόκρισης (132,133). Ωστόσο είναι επιβεβαιωμένο ότι υπάρχουν υποδοχείς των οιστρογόνων (ER-a, ER-b estrogen receptors) και των γλυκοκορτικοειδών (GR) στους κυτταρικούς πυρήνες του στρώματος, οι οποίοι ενεργοποιούνται από μικρά λιπόφιλα μόρια όπως τα γλυκοκορτικοειδή, η προγεστερόνη, τα οιστρογόνα, τα ρετινοειδή και τα παράγωγα των λιπαρών οξέων. Πρόσφατες μελέτες απέδειξαν ότι υπάρχουν δύο διαφορετικοί υποδοχείς των οιστρογόνων (ER-a, ER-b) τόσο στο στρώμα όσο και στο επιθήλιο του προστάτη (240). Ωστόσο οι περισσότερες μελέτες έδειξαν χαμηλή έκφραση του ER-b στα καρκινικά κύτταρα από ότι στους φυσιολογικούς ιστούς, στους οποίους κυριαρχεί ο ER-a (239). Οδηγούμαστε λοιπόν στο συμπέρασμα ότι ο ER-b μπορεί να ασκεί προστατευτικό ρόλο για τον καρκίνο του προστάτη, και σε ένα νέο στόχο έρευνας για την ορμονική θεραπεία (χημειοπροφύλαξη με SERMs - selective estrogen receptor modulators - acapodene, arzoxifene) (240). Η θεραπευτική αντιμετώπιση του μεταστατικού καρκίνου του προστάτη αποτελεί μια πολύ μεγάλη πρόκληση, ειδικότερα όσον αφορά ασθενείς οι οποίοι, παρά την αρχική ανταπόκριση στη θεραπεία με ανδρογονικό αποκλεισμό, μεταπίπτουν στο ορμονοάντοχο στάδιο της νόσου (στάδιο D3). Η μετεξέλιξη αυτή συσχετίζεται με κακή πρόγνωση. Ο μέσος όρος επιβίωσης ασθενών με καρκίνο του προστάτη που βρίσκονται στο στάδιο D3 είναι από 9 έως 12 μήνες. Η παρούσα διατριβή σχεδιάστηκε με σκοπό τη μελέτη της έκφρασης και του ρόλου των υποδοχέων των γλυκοκορτικοειδών και των οιστρογόνων στον καρκίνο του προστάτη. Χρησιμοποιήθηκε η κυτταρική σειρά PC-3, που χρησιμοποιείται ευρέως ως μοντέλο για την in vitro μελέτη του καρκίνου του προστάτη, γιατί έχει χαρακτηριστικά που συμβαδίζουν με τις αλλαγές που παρατηρούνται στην κλινική εικόνα του καρκίνου του προστάτη. Συγκεκριμένα μελετήσαμε την παρουσία και τη λειτουργική κατάσταση του GR, στα μεταστατικά κύτταρα PC-3 του καρκίνου του προστάτη, και δοκιμάσαμε τη λειτουργία του στη ρύθμιση της ανάπτυξης των PC-3 κυττάρων μέσω της έκφρασης του TGF β1. Τα αποτελέσματά μας κατέγραψαν ότι την παρουσία ακέραιου GR σε PC-3 κύτταρα και ότι η δεξαμεθαζόνη ανέστειλε της G1/G0 φάσης της μίτωσης. Ακόμη ότι η δεξαμεθαζόνη και το TGF β1 ανέστειλαν την ανάπτυξη των PC- 3, το πολυκλωνικό αντίσωμα αντί-TGF β1 μπλοκάρισε την αναστολή της δεξαμεθαζόνης, ο PDGF διέγειρε την ανάπτυξη των PC-3 κύτταρων και εξουδετέρωσε την αναστολή της δεξαμεθαζόνης στα PC-3 κύτταρα και τελικά ότι η δεξαμεθαζόνη τροποποίησε θετικά την έκφραση του TGF β1 mRNA στα PC- 3 κύτταρα. ...........................................................................