HORMONAS ENDOGENAS Y

RIESGO DE CANCER DE MAMA

MC Mg Javier Manrique Hinojosa

Director Ejecutivo del Departamento de Promoción de la Salud, Prevención y Control

Nacional del Cáncer del OPE-INEN

HORMONAS

ENDÓGENAS

Y

RIESGO DE

CÁNCER DE MAMA

“Betsabe con la carta de David”

Rembrant

CANCER DE MAMA:

INCIDENCIA MUNDIAL EN MUJERES

PERU

Lima

34.6

Globocan 2008: 1’383,523 casos de Cáncer de Mama invasivo en todo el mundo: - 692,242 en los países desarrollados - 691,281 en países en desarrollo.

INCIDENCIA DEL CANCER DE MAMA

VARIACIONES DE PAIS A PAIS GRUPOS ETNICOS

MIGRACION A OTROS PAISES

12 POR 100,000 MUJERES

105 a 91 POR 100,000 MUJERES

36.6 POR 100,000 MUJERES A NIVEL MUNDIAL

LIMA

METROPOLITANA

2004-05

34.6 POR 100,000

MUJERES

En América del Sur: Casos nuevos 88,400 Muertes 27,060

Globocan 2008

Incidencia de 45 por 100,000

OMS ( 2001 ).

Maes-Heller : Registro Lima Metropolitana (2004-2005)

Hombres Mujeres

Mama

Estómago

Próstata

Cuello uterino

Pulmón

Linf. no Hodg.

Colon

Encéfalo

(**) SPD

Leucemia

Tiroides

Hígado

Vesícula, etc.

n=13 973 n=16 644

(*) Tasa estandarizada por edad (dentro de la barra)

(**) Sitio primario desconocido

Registro de Cáncer de Lima Metropolitana

LOS SITIOS DE CANCER MAS FRECUENTES - CASOS NUEVOS

2004 - 2005

(*)

1510

925

2830

488

564

137

571

468

829

441

2934

1691

1389

748

437

757

625

686

635

590

334

34.6

5.36.1

6.97.1

7.3

3.1

7.0

8.7

15.4

35.9

12.0

344

19.3

19.6

8.9

5.9

7.8

22

7.2

235

4.3

5.2

10.6

3.7

(*)

TENDENCIAS EN LA INCIDENCIA DE CANCER

Lima Metropolitana

1968 - 2005

Registro de Cáncer de Lima Metropolitana (*) Tasa estandarizada por edad por 100 000

Mujeres

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1968-70 1974-75 1978 1990-93 1994-97 2004-05

TEE por 100 000 (*)

+44%

-55%

-20%

+97%

+68%

Cuello uterino

Mama

Estómago

Pulmón

Colon

Perú (tasas de incidencia estandarizadas)

- 30.0 por 100,000 mujeres

Trujillo (1991-1995). - 34.6 por 100,000 mujeres

Lima Metropolitana (2004-2005).

- 35.8 por 100,000 mujeres

provincia de Arequipa, colocando al cáncer de mama

como la primera causa de cáncer entre las mujeres.

El Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas “Dr. Eduardo Caceres Grazziani” (INEN), recibe cada año cerca de 1,000 pacientes con cáncer de mama.

Perú E.C. III y IV 48.3% E.C. I y II 50.8% CIS 0.83%

Estados Unidos CIS 15% E.C. I y II 74.1%

CANCER DE MAMA

Normal Hiperplasia atípica Carcinoma in situ Carcinoma infiltrante

Evolución lenta : 8 – 10 años

.

1 célula

2 células

4 células

8 células

16 células

0.5 cm. Visible en mamografía

1.0 cm. pequeño tumor palpable

3.0 cm. promedio de tumor palpable

0

100

200

300

DIAS

8

10 AÑOS PROGRESION DEL

CANCER DE MAMA

Harris y col. Breast Diseases 2da. Edición 1991:165-189

30 duplicaciones (10

crecimiento

crecimiento

9 )

5

400

Cáncer de Mama

Factores de Riesgo

Mujer mayor de 65 años (x17)

Radiación de la zona (x4)

Historia familiar (x2-4)

Falta de ejercicio (x2-4)

Obesidad post-menopausia (x2)

Ingesta excesiva de alcohol (x2)

Alteración del medio hormonal

Alteración del medio Hormonal

Menarquia temprana (x1.6)

Menopausia Tardía (x2)

Nuligesta o embarazo después de los 30 años.

Estrógeno perinatal alto (x4)

Exceso de IGF-1 circulante (x7)

Exposición a Xeno-estrogenos (? X7)

Factores de riesgo asociados al Cáncer de Mama

Ciclos ovulatorios = estrógeno

Menarquia precoz Menopausia tardía

Esterilidad Nuliparidad

Lactancia escasa o nula

Epidemiología: Clara relación entre el cáncer de

mama y el status hormonal estrogénico. Estudios experimentales: Los estrógenos

promueven el crecimiento de tumores mamarios en animales e incrementan la proliferación de células cancerosas humanas in Vitro.

Además, se ha correlacionado el desarrollo del

cáncer de mama con niveles elevados de estrógenos sanguíneos.

INDICADOR GRUPO DE RIESGO RIESGO RELATIVO

BAJO ALTO

SEXO H M 150

EDAD 30-34 70-74 17

MENARQUIA >14 <12 1.5

EDAD EMBARAZO <20 >=30 1.9 - 3.5

LACTANCIA (m) >=16 0 1.37

PARIDAD >=5 0 1.5

OOFORECTOMIA <35 - 3

MENOPAUSIA <45 >=55 2

*Clemons y Goss, NEJM 2001

Factores de Riesgo

INDICADOR GRUPO DE RIESGO RIESGO RELATIVO

BAJO ALTO

TTO ESTROGENICO NUNCA ACTUAL 1.2 - 1.4

ESTROG + PROGES NUNCA ACTUAL 1.4

HISTORIA FAMILIAR NO SI 2.6

ESTRADIOL SERICO BAJO ALTO 1.8 – 5

DENSIDAD MAMOG 0 >=75 6

CICATRIZ RADIAL NO SI 1.8

DENSIDAD OSEA BAJA ALTA 2.7 - 3.5

FIBROADENOMA NO SI 2.2

HIPERPLASIA ATIP NO SI 4.4

*Clemons y Goss, NEJM 2001

HORMONAS Y CANCER DE

MAMA

Dr. Javier Manrique H.

“Betsabe con la carta de David” Rembrant

Miguel Ángel (1524) Modelo sufría de Cáncer de Mama.

“La Notte” ( La Noche) Iglesia de San Lorenzo de Florencia.

Estradiol

(17β)-estra-1,3,5(10)-triene-3,17-diol

- Se forman a partir de los andrógenos (androstenediona o testosterona) por acción de enzimas aromatasas. - Los ovarios son la principal fuente de estrógenos en mujeres premenopáusicas. - En embarazo: placenta. - En postmenopáusia y varones, la fuente principal de estrógenos es la suprarrenal y tejido adiposo.

Desarrollo de Caracteres Sexuales Primarios y Secundarios

Crecimiento Óseo y Configuración Femenina

Ciclo Menstrual Regular

Proliferación de la Mucosa Vaginal y Uterina

Favorece el Anabolismo Proteico y la retención de agua y sodio

Acciones Fisiológicas

Betzabe y la carta de David - Rembrant

Factores asociados al desarrollo del cáncer de mama se pueden categorizar en:

MITOGÉNICOS.- estimulan la proliferación, desarrollo y crecimiento tumoral

GENOTÓXICOS.- producen daño del ácido desoxirribonucleico (ADN)

Paradigma Standar

Estrogenos y posiblemente la progesterona :

“Afectan la tasa de división celular y se manifiesta en el riesgo de cáncer de mama al ocasionar proliferación de las células epiteliales mamarias. Las células en proliferación son susceptibles de errores genéticos durante la replicación del DNA, estos errores llevan a un fenotipo maligno”.

(Feigelson and Henderson, Carcinogenesis, 17:2279-

84, 1996)

Estrógenos = multiplicación celular

Multiplicación de errores de replicación del ADN

Mutaciones debidas a agentes químicos, radiaciones,…

Alteración de genes supresores, oncogenes o de reparación del ADN

Aberraciones Cromosomicas

Acumulación critica de alteraciones genomicas

CANCER

Hormono-dependencia del Cáncer de Mama una historia de tres siglos

1889 Albert Schizinger

sugiere que la extirpación de los ovarios podría atrofiar el Cáncer mama inoperable.

1896 George Beatson introduce la ovariectomia para el tratamiento del Cáncer de Mama avanzado.

1900 Beatson y Boyd: la ovariectomia provoca regresión de un tercio de los canceres de mama.

Hormonas y Cáncer de Mama

El Cáncer de mama es la neoplasia mas frecuente que afecta a la mujer.

El crecimiento de los tumores es regulado por múltiples factores: hormonas esteroideas (estrógenos, progesterona y andrógenos), factores de crecimiento (TGF, EGF, IGF-I).

“Belleza Griega” Counis La modelo Marie Pauline

Bonaparte, hermana de Napoleón murió en 1825 con cáncer de mama a los 45 años.

SINTESIS DE ESTROGENO

Representación diagramático de el eje hipotálamo-hipofisiario-gonadal

“La Fornarina” Raphael, la modelo,

Margarita Luti, murió joven ,por cáncer de mama

TRANSPORTE Y METABOLISMO DE LOS

ESTROGENOS

Complejo

estrógeno,

receptor-

estrogenico

Estrógeno

metoxilado

Degradación del

estrógeno

Estrógeno

libre

Folículo ovárico

Acción

genomica y no

genomica en

diferentes

órganos

Receptor

estrogenico

Síntesis de esteres de

estrógeno en sangre

Estrógenos

lipoidales

Acumulación de

estrógenos lipoidales

en el tejido graso

hidrólisis disociación

2 hidroxi-estrógenos

16 hidroxi-estrógenos

Catecol-o-

metiltransferasa

Unión de hormonas sexuales

con albúmina y globulina en

sangre

Globulina

unida a

hormona

sexual

albúmina

Síntesis

ovárica de

estradiol

Receptores Estrogénicos (alfa y beta):

Estructura

ER Co-factors

ER Binding Sites

El RE es activado por el estrógeno o independiente del estrógeno, por Factores de Crecimiento que incrementan la actividad de Proteínas Kinasas que condicionarían la fosforilación de diferentes sitios del receptor molecular. El receptor activado seria el responsable de los efectos transcripcionales.

En el caso de la señalización estrogénica no nuclear, el receptor estrogénico de membrana celular esta localizado en invaginaciones o cavidades en la membrana celular. Esta actividad esta unida a la señalización mediada por la Proteína Kinasa con Actividad Mitogénica (MAP-K), resultando en un rápido efecto no nuclear.

Escultura de una mujer quien tuvo una mastectomia

CATABOLISMO ESTROGENICO

Sitios de metabolismo oxidativo de estradiol por enzimas citocromo P450 dependientes de NADPH. La mayoría de los pasos del metabolismo de estradiol se hacen en el hígado.

METABOLISMO ESTROGENICO

Metabolitos hidroxilados y keto de 17b-estradiol (estradiol) y estrona.

Metabolitos hidroxilados y keto de 17b-estradiol (estradiol) y estrona: (2)

METABOLISMO ESTROGÉNICO

CATECOLESTROGENOS

METILACION Y FORMACION DE COMPUESTOS QUINONICOS

ST (sulfotransferasa) GT (glucuronosiltransferasa) EAT (estrógeno aciltransferasa;

para la formación de esteres de ácidos grasos)

17b-HSD (17beta-hidroxiesteroide

dehidrogenasa) COMT (catechol-O-

metiltransferasa) P450 (citocromo P450).

El ciclo del metabolismo redox de 4-hidroxiestradiol es catalizado por la enzima citocromo P450.

Daño al DNA, proteínas, lípidos, etc. Mediado por Radicales Libres

ADUCTOS ESTABLES

ADUCTOS DEPURINIZANTES

SITIOS

APURINICOS

E2

Metabolismo E2 Receptor Estrogenico E2

Metabolismo Oxidativo

16alfa OH E2 2-0H E1, 2-OH E2

4-OH E1, 4-OH E2

Unión covalente con proteínas y DNA

Quinones de 4-OH E1

y 4-OH E2

Aductos y daño oxidativo del DNA

Genomico

(Transcripcional)

No Genomico

(2do. Mensajero)

Mitocondrial

(Transcripcional)

Expresión Génica

alterada

Incremento de proliferación celular

Perdida de la apoptosis

2-Methoxy catechol

2,3-Catechol

E1 y E2 p450s

3,4-Catechol

4-Methoxy catechol

Semiquinonas

Glutathione

conjugates

GST

GST Glutathione conjugates

2,3-Quinona

3,4-Quinona

Aductos de

DNA estables

Depurinasion de

Aductos DNA

COMT

COMT

P-450

P-450 Oxigeno

P-450

Anion

Superoxido

Paradigma Modificado

La proliferación celular inducida por los estrógenos tiene un rol importante en el proceso carcinogénico, recientes evidencias soportan pasos complementarios en los que también estarían involucrados: Genotoxicidad directa e indirecta originada por los metabolitos del

estrógeno, ejm. 4-OHE2 Indirectos: daño oxidativo del DNA vía ciclo Redox ROS Directo: Aductos Estrógeno-Quinona DNA Efecto Protector: Probable Inhibición del crecimiento inducido

por 2-methoxicathecol estrógeno, apoptosis y anti-angiogenesis

Estrógeno

Hipótesis de trabajo:

¿ Los Polimorfismos en las vías relacionadas con el estrógeno pueden influenciar en el riesgo del cáncer de

mama, modificando la exposición al estrógeno o la respuesta celular a la exposición ?.

Enzimas productoras de esteroides-sexuales en Cáncer de Mama Humano

17 beta-hidroxiesteroide deshidrogenasa

Aromatasa

COM-T

CYP 450

NADPH

Sulfatasa esteroidea

CITOCROMOS P450

Expresión de genes CYP en tejido extrahepático

CYP Tejido 1A1 Pulmón, riñón intestino, piel, placenta... 1B1 Piel, riñón, próstata, glándula mamaria... 2A6 Pulmón, epitelio nasal 2B6 Intestino, pulmón 2C Intestino delgado, laringe, pulmón 2D6 Intestino 2E1 Pulmón, placenta... 3A Intestino, pulmón, placenta, feto, útero, riñón S. Rendic & F.J. DiCarlo, Human cytochrome P450 enzymes: a status report

summarizing their cations, substrates, inducers and inhibitors. Drug Metab Rev 29:413-80, 1997.

Rol del Metabolismo Estrógenico en

Cáncer

Test de Metabolismo Estrogenico

Identificar pacientes nuevas de alta riesgo para Cáncer de Mama

Otros: cancer de prostata, leucemia, tumores olfatorios y Enfermedad de Parkinson

Identificar pacientes con Cáncer de Mama y alto riesgo para recurrencia

Modificar el riesgo vía modificación del balance en el metabolismo estrogénico

Futuro: biomarcadores “pre-mamografia”

Quinonas de Catecol Estrogeno y Aductos de DNA

Estrógenos Endógenos tienen acción carcinogénica via formación de quinonas de catecolestrógenos, los que reaccionan con el DNA formando aductos DNA-estrógeno depurinizantes.

Las mutaciones resultantes de estos aductos llevarian a una transformación celular y la iniciación de el Cáncer de Mama.

Independientemente del status de ER Mecanismo: volumen de sitios ADN "Apurínico" lleva a las

enzimas de reparación del ADN a cometer errores, lo que lleva a polimorfismos de nucleótido único (SNP)

Quinonas de Catecol Estrogeno y Aductos de DNA

4-OH-estrona induce la formación de aductos de DNA en el epitelio normal mamario (MCF-10F celulas)

Saeed M et al. Int J Cancer. 2007 Apr 15;120(8):1821-4.

Estudio que comparó: controles sanos, pacientes con cancer de mama y pacientes de “alto riesgo” (determinadas por oncologos en este estudio)

La relacion en los niveles de aductos depurinizantes de DNA con los respectivos metabolitos de estrogeno/conjugados son significativamente altos en mujeres con “riesgo alto” (p < 0.001) y mujeres con cancer de mama (p < 0.001) en relación con los controles.

Este mecanismo representa el mayor conocimiento documentado de los pasos en la iniciacíon de el cáncer.

Gaikwad NW et al. The molecular etiology of breast cancer: evidence from biomarkers of risk. Int J Cancer. 2008 May 1;122(9):1949-57.

Estudio en Humanos de los Metabolitos Urinarios de Estrogeno en mujeres

sin/con Cancer de Mama

COMT y CE (Catecol Estrogenos)

Cuantitativamente el paso mas activo en la conjugacion de los CE es la metilacion. La metilacion de CE es catalizado por la COMT.

Catecol-O-metiltransferasa (COMT) es una enzima clasica de la fase II, cataliza la transferencia de grupos metilos de S-adenosyl methionine (cofactor enzimatico), a los sustratos catecol incluyendo a los CEs.

En circunstancias normales, los CEs son en su mayor parte metilados por la COMT a las formas 2- y 4-O-metiladas y posteriormente excretadas.

Virtualmente todos los catecoles son sustratos para la COMT, una alta afinidad por esta enzima es exhibida por los CEs

Journal of the National Cancer Institute Monographs No. 27, 2000

Bajo Funcionamiento de la COMT y el Riesgo de Cáncer de Mama

Estudios Epidemiologicos proponen la posible relación entre la baja actividad alelar (COMTLL) y el incremento del Riesgo de Cáncer de Mama

Lavigne JA, et al. An association between the allele coding for a low activity variant

of catechol-O-methyltransferase and the risk for breast cancer. Cancer Res 1997;57:5493–5497.

Huang CS, et al. Breast cancer risk associated with genotype polymorphism of the estrogen metabolizing genes CYP17, CYP1A1, and COMT: A multigenic study on cancer susceptibility. Cancer Res 1999;59:4870–4875.

Yim D-S, et al. Relationship between the val158met polymorphism of catechol O-methyl transferase and breast cancer. Pharmacogenetics 2001;11:1–8.

COMT y Cancer de Mama COMT protége a las celulas de la

genotoxicidad y citotoxicidad de los CEs, al prevenir su conversión a quinonas.

Agrega grupo metilo (-CH3) en el sitio -OH que de otro modo

sería oxidado por las enzimas peroxidasa

Baja actividad de COMT se relaciona con altos niveles de aductos DNA-estrogenos depurinizantes que inducen mutaciones e inician el Cáncer. MCF-10F (celulas espiteliales mamarias humanas, ER neg) Carcinogenecidad de Aductos Estrogen-DNA independente de

status ER

Zahid M et al. Free Radic Biol Med. 2007 Dec 1;43(11):1534-40. Lu F et al.J Steroid Biochem Mol Biol. 2007 ; 105(1-5): 150–158.

Común Bajo funcionamiento de la COMT

El 25% de los caucásicos EE.UU. son homocigotos para el polimorfismo val108/158met en el gen de la COMT Lachman HM, et al. Pharmacogenétics 1996; 6:243-250.

Scanlon PD, et al. Science 1979; 203:63-65. El 27% de Estadounidenses de origen chino y

34% de estadounidenses de origen japonés Wu A, et al. Cancer Res 2003; 63: 7526-7529

SNP Val108/158Met asociados con reducción de la tasa enzimática funcional de la COMT en un 3-4x. Zhu BT. Curr Drug Metab 2002; 3: 321-349

Los objetivos del tratamiento

Mejorar la metilación

Disminución de la actividad CYP1B1

Aumentar la relación E2: E16 - Crucíferas

Mejorar la metilación

Aumento de sustrato de la COMT (SAM)

Añadir donantes de metilo

El folato, metilcobalamina (B12)

Trimetilglicina (betaína) Vitamina B6 (para disminuir la acumulación de homocisteína y fomentar la formación de glutatión a través de la síntesis de la cisteína)

La inhibición de CYP1B1 ( reducción de los aductos de ADN)

Reducir la exposición a contaminantes xenobióticos

N-acetil cisteína Sulforafano (glucosinolatos de brócoli) induce

quinona reductasa, que se CEQs volver a los estrógenos catecol, reduciendo el potencial para la creación de aductos de ADN. - Hwang. J Med Food. 2005 Summer; 8 (2) :198-203

Conjugados de glutatión no están jugando un gran papel en la protección contra aductos de ADN.

Inhibición de Cyp 1B1 reduce la formación de aductos DNA

El incremento en la metilación de los catecolestrogenos lidera la inhición por retroalimentación de el Cyp1B1

Dawling et al. Cancer Res. 2003 Jun 15;63 (12):3127-32.

Inhibicion del Cyp 1B1 y la reducción en la formación de Aductos

Reduce Acidos Lipidicos N-acetil Cisteina Resveratrol Melatonina (minimo efecto positivo)

Zahid M. et al. Inhibition of depurinating estrogen-DNA adduct formation by natural compounds. Chem Res Toxicol. 2007 Dec;20(12):1947-53. Epub 2007 Nov

Chen et al. Resveratrol inhibits TCDD-induced expression of CYP1A1 and CYP1B1 and catechol estrogen-mediated oxidative DNA damage in cultured human mammary epithelial cells Carcinogenesis vol.25 no.10 pp.2005--2013, 2004

doi:10.1093/carcin/bgh183

Efectos Antitumorales y Brocoli

Sulfuranos inhiben el crecimiento del Cáncer de Mama e inducen la Quinona Reductasa

Hwang. J Med Food. 2005 Summer;8(2):198-203.

Indol 3 Carbinol induce la detención del ciclo celular del Cáncer de Mama

Cáncer de Prostata

Pequeño estudio de metabolitos de estrógeno en orina de los hombres con cáncer de próstata vs patología urológica benigna vs controles sanos.

4-OHE1-Aductos de ADN, fueron detectados en niveles más altos en las muestras de pacientes con cáncer de próstata y de las condiciones urológicas benignas en comparación con los hombres sanos.

Esta es la primera demostración de que CEQ derivados de aductos de ADN estan presentes en muestras de orina de pacientes con cáncer de próstata.

Markushkin Y et al. Potential biomarker for early risk assessment of prostate cancer.

Prostate. 2006 Oct 1;66(14):1565-71

Extension a otros Canceres

Estos mecanismos tambien estan involucrados en: Iniciación de leucemia por benzeno

Tumores olfatorios en ratas por naftaleno

Enfermedades Neurodegenerativas como la Enfermedad de Parkinson por Dopamina.

Estrogens and Human Diseases. Volume 1089 published

November 2006 Ann. N.Y. Acad. Sci. 1089: 286–301 (2006). doi:

10.1196/annals.1386.042

Conclusión

No hay ensayos de intervención con manipulación del metabolismo del estrógeno en pacientes con cáncer de mama activo.

Estudios epidemiológicos sugieren que los vegetales cruciferos y los donantes de metilo disminuyen el riesgo de cancer de mama

Estudios In vitro muestran efectos anticancerosos de brassica (coliflor, brocoli, col de bruselas, etc..)

Riesgo de no acción vs. acción? Nuevos potenciadores de metilación Inhibición del Cyp 1B1

En el Mundo….

Derivados de la Soya: alto consumo en los países asiáticos, que aumenta la metabolizacion de los estrógenos a 2-hidroxi-estrona, reduciendo la concentración de 16-alfa-hidroxiestrona.

Los componentes de la Soya capaces de ligarse al receptor estrogenico son la datzeina y genisteina.

Lignanos-semillas de lino:

se metaboliza en el intestino a enterolactona y enterodiol.

Inhibe la aromatasa y el crecimiento de células tumorales in-vitro.

Aumenta la SHBG

GRACIAS………. POR SU ATENCION