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M M M o o o n n n o o o g g g r r r a a a f f f í í í a a a s s s E E E l l l e e e c c c t t t r r r ó ó ó n n n i i i c c c a a a s s s d d d e e e P P P a a a t t t o o o l l l o o o g g g í í í a a a V V V e e e t t t e e e r r r i i i n n n a a a r r r i i i a a a Monogr. Electron. Patol. Vet. 2005; 2(2):94-111 Función de estradiol en el desarrollo de la neoplasia mamaria canina Role of estradiol in development of canine mammary tumor Cristian Gabriel Torres Laboratorio de Ultraestructuras, Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos (INTA) [email protected] Programa de Doctorado en Ciencias Silvoagropecuarias y Veterinarias, Campus Sur, Universidad de Chile INDICE Resumen........................................................................................................................................................................................... 94 Abstract ............................................................................................................................................................................................ 94 Introducción ..................................................................................................................................................................................... 95 Generalidades de la neoplasia mamaria en el canino........................................................................................................................ 96 Estradiol y desarrollo tumoral .......................................................................................................................................................... 96 Estradiol y angiogénesis ................................................................................................................................................................. 103 Discusión........................................................................................................................................................................................ 104 Conclusiones .................................................................................................................................................................................. 107 Referencias ..................................................................................................................................................................................... 107 Agradecimientos ............................................................................................................................................................................ 111 Resumen La neoplasia mamaria canina es una enfermedad hormono-dependiente con bastantes similitudes a su contraparte humana. Dentro de los factores de riesgo de carácter hormonal, el estradiol cumple un papel fundamental en la patogénesis de esta patología, pues mediado por la unión a su receptor, promueve fenómenos de iniciación y promoción carcinogénica, a través de sus efectos mitogénicos sobre células de la glándula mamaria. Estos efectos pueden ser de tipo genómico (activación de la transcripción génica) o no genómicos, donde la hormona junto a su receptor modulan la actividad de otras moléculas de membrana o citoplasmáticas. Los mecanismos mediante los cuales estradiol induce sus efectos son bastante complejos, mostrando gran redundancia al estimular distintas vías que convergen en una señal de proliferación celular. Es así como esta hormona interactúa con diversos factores de crecimiento como el factor de crecimiento epidermal (EGF), entre otros y es capaz de activar procesos de angiogénesis, los cuales son claves para el crecimiento y diseminación tumoral. En conclusión, el estradiol es un elemento clave en el desarrollo del cáncer mamario, no obstante aún quedan muchas dudas por resolver con respecto a su rol fisiopatológico en esta enfermedad. Abstract Canine mammary neoplasia is a hormone-dependent disease with enough similarities to the breast tumor in the human being. Estradiol plays an essential role in the pathogenesis of this pathology, because through the union to its receptor, it promotes the carcinogenic initiation and 94

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Función de estradiol en el desarrollo de la neoplasia mamaria canina Role of estradiol in development of canine mammary tumor Cristian Gabriel Torres Laboratorio de Ultraestructuras, Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos (INTA) [email protected] de Doctorado en Ciencias Silvoagropecuarias y Veterinarias, Campus Sur, Universidad de Chile

INDICE Resumen...........................................................................................................................................................................................94 Abstract ............................................................................................................................................................................................94 Introducción .....................................................................................................................................................................................95 Generalidades de la neoplasia mamaria en el canino........................................................................................................................96 Estradiol y desarrollo tumoral ..........................................................................................................................................................96 Estradiol y angiogénesis.................................................................................................................................................................103 Discusión........................................................................................................................................................................................104 Conclusiones ..................................................................................................................................................................................107 Referencias.....................................................................................................................................................................................107 Agradecimientos ............................................................................................................................................................................111 Resumen La neoplasia mamaria canina es una enfermedad hormono-dependiente con bastantes similitudes a su contraparte humana. Dentro de los factores de riesgo de carácter hormonal, el estradiol cumple un papel fundamental en la patogénesis de esta patología, pues mediado por la unión a su receptor, promueve fenómenos de iniciación y promoción carcinogénica, a través de sus efectos mitogénicos sobre células de la glándula mamaria. Estos efectos pueden ser de tipo genómico (activación de la transcripción génica) o no genómicos, donde la hormona junto a su receptor modulan la actividad de otras moléculas de membrana o citoplasmáticas. Los mecanismos mediante los cuales estradiol induce sus efectos son bastante complejos, mostrando gran redundancia al estimular distintas vías que convergen en una señal de proliferación celular. Es así como esta hormona interactúa con diversos factores de crecimiento como el factor de crecimiento epidermal (EGF), entre otros y es capaz de activar procesos de angiogénesis, los cuales son claves para el crecimiento y diseminación tumoral. En conclusión, el estradiol es un elemento clave en el desarrollo del cáncer mamario, no obstante aún quedan muchas dudas por resolver con respecto a su rol fisiopatológico en esta enfermedad. Abstract Canine mammary neoplasia is a hormone-dependent disease with enough similarities to the breast tumor in the human being. Estradiol plays an essential role in the pathogenesis of this pathology, because through the union to its receptor, it promotes the carcinogenic initiation and

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promotion of the mammary gland. These effects can be of genomic type (activation of genic transcription) or nongenomic, where the hormone modulates the activity of other cytoplasmic membrane molecules or mechanisms that converge in a signal of cellular proliferation. In conclusion, estradiol is a key in the development of the mammary cancer; however there are still many doubts to solve connected to its role in this disease. Palabras claves: Estradiol, receptor de estradiol, carcinogénesis, neoplasia mamaria canina Key words: Estradiol, estradiol receptors, carcinogenesis, canine mammary cancer

Introducción El cáncer es una enfermedad molecular, que resulta de alteraciones en la regulación de procesos celulares fundamentales y que llevan a una activación anormal de genes que controlan el crecimiento celular o a una desactivación de genes reguladores de la proliferación celular (supresores de tumores), lo que resulta en modificaciones progresivas caracterizadas por alteraciones en la proliferación, diferenciación e interacción de un clon celular con el medio extracelular (Da Silva et al., 2004). La neoplasia mamaria se puede presentar en diferentes especies, siendo esta la patología tumoral más frecuentemente observada en la hembra canina no esterilizada, presentando ciertas semejanzas con el cáncer de mama del humano. En general, diferentes estudios epidemiológicos coinciden en que los tumores de glándula mamaria representan aproximadamente un 13% de todas las neoplasias caninas y un 50% de todos aquellos que se presentan en la hembra de esta especie (Sorenmo, 2003; Rutteman et al., 2001). Sin embargo, estos valores varían según la ubicación geográfica; así en los Estados Unidos la incidencia es menor a aquella de algunos países Europeos y latinoamericanos, en los que no se practica

la ovariohisterectomía como método de esterilización habitual (Sorenmo, 2003). En un estudio realizado en Suecia y publicado recientemente, se describe una incidencia de 111 casos por 10.000 perros en riesgo, estando esta población constituida por prácticamente solo animales no castrados (Egenvall et al., 2005). En Chile se comunicó en el año 2001, que entre el 22 y 30% del total de tumores observados en el canino, corresponden a tumores de mama, siendo esta ubicación anatómica la más frecuente luego de las neoplasias de piel (Flores y Cattaneo, 2001). Estos elevados números estarían determinados por el uso común de progestágenos como supresores de estro, conjuntamente con la baja frecuencia con que se practica la esterilización quirúrgica como método de control de natalidad. De esto se puede deducir que los estrógenos y la progesterona ejercen una función muy relevante en el desarrollo tumoral, considerándose a estas hormonas como principales factores de riesgo de esta enfermedad en caninos (Rutteman et al., 2001; Sorenmo 2003; Da Silva et al., 2004). El objetivo de esta revisión es analizar información existente en la literatura acerca del papel que juega el estradiol en los

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fenómenos de carcinogénesis mamaria, de modo de entender los posibles mecanismos inducidos por el esteroide que llevan a la formación de este fenotipo celular maligno. Generalidades de la neoplasia mamaria en el canino En estos animales la edad media de manifestación neoplásica es entre 10 a 11 años, con una rara ocurrencia en animales menores de 4 años. El riesgo en caninos machos es de un 1% o menos en comparación con las hembras (Rutteman et al., 2001; Sorenmo, 2003). Aunque aproximadamente el 50% de los tumores mamarios en el canino son malignos, la incidencia de malignidad descrita en la literatura parece ser variable. Así este porcentaje oscila entre un 34 y un 93%, valores que influenciarán en distinto grado el pronóstico de la enfermedad. Un factor que induce variación en el porcentaje de malignidad mamaria es el tamaño de la raza, siendo las pequeñas las que desarrollan menor malignidad en relación al resto, lo que se traduce en mejor pronóstico de supervivencia. Según algunos estudios, las razas que presentan predisposición a desarrollar esta patología son mayoritariamente pequeñas, destacándose Poodles, Dachshunds y razas Spaniel (Rutteman et al., 2001; Itoh et al., 2005). La clasificación de la neoplasia mamaria puede ser realizada de acuerdo al tejido de origen (epitelial, mioepitelial o tejido mesenquimático), características morfológicas descriptivas y pronóstico (Sorenmo, 2003).

La clasificación histológica de tumores mamarios caninos y felinos de la Organización Mundial de la Salud (OMS) combina una clasificación morfológica descriptiva con una histogénica, incorporando características histológicas pronósticas que se asocian con un incremento en la malignidad. Muchos tumores son de origen epitelial, en tanto que otros pueden ser de origen histológico mixto epitelial y mioepitelial con áreas de metaplasia condroide u osteoide; pocos son de origen estrictamente mesenquimático. La glándula mamaria es el sitio más frecuente de osteosarcomas de tejidos blandos extraesqueléticos, comportándose estos de forma agresiva, con altas probabilidades de inducir metástasis y con períodos cortos de supervivencia (Hellmén et al., 2000; Sorenmo, 2003). Todos los tumores malignos de glándula mamaria tienen la potencialidad de metastizar, con un riesgo y patrón influenciado por el tipo tumoral, diferenciación histológica y variados factores pronósticos de carácter clínico. En general los tumores epiteliales malignos metastizan vía linfática a linfonodos regionales y pulmones, mientras que los tumores de origen mesenquimático se diseminan habitualmente por vía hematógena a pulmones (Perez-Alenza et al., 2000; Rutteman et al., 2001). Estradiol y desarrollo tumoral En general, el desarrollo de la neoplasia mamaria es hormono-dependiente. Así, el riesgo de desarrollar cáncer mamario en

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caninos ovariohisterectomizados antes del primer estro es de 0,05%, después del primer estro es de un 8%, aumentando a un 26% si el animal es castrado después del segundo estro, riesgo semejante al encontrado en animales intactos. Esterilizaciones más tardías no alteran este riesgo (Schneider et al., 1969), siendo la mayoría de los individuos que padecen la alteración reproductivamente intactos (Perez-Alenza et al., 2000; Rutteman et al., 2001; Sorenmo, 2003). En un ensayo retrospectivo, donde se analizaron 145 perros con carcinomas mamarios malignos, se demostró que aquellos individuos castrados conjuntamente con la mastectomía como medida terapéutica para la patología mamaria, presentaron una tasa de supervivencia significativamente mayor a aquellos animales que se sometieron sólo a la resección tumoral, confirmando que los pacientes que permanecen reproductivamente intactos hasta el momento de la cirugía, se benefician con la modulación hormonal lograda mediante la esterilización quirúrgica (Sorenmo et al., 2000). A diferencia de lo que sucede en humanos, en perros no se ha demostrado un efecto protectivo asociado a una preñez temprana (Rutteman et al., 2001). Las hormonas esteroidales, estradiol y progesterona cumplen una función fundamental en el desarrollo de la glándula mamaria normal, donde estimulan el crecimiento ductal y desarrollo lobuloalveolar con hiperplasia de elementos secretorios y mioepiteliales respectivamente (Rutteman et al., 2001, Van Garderen y Schalken, 2002).

Es importante tener en consideración que aún existen muchos dudas con respecto a los mecanismos involucrados en la patogenia de la enfermedad neoplásica mamaria y el papel que cumple estradiol en estos eventos, no obstante su participación está demostrada en la existencia de distintas vías que pueden llevar a la inducción de la patología en cuestión (Da Silva et al., 2004). Como las necesidades de una determinada hormona cambian continuamente, se hace estrictamente necesario que sus concentraciones estén sujetas a regulación, por lo tanto cuando ocurre un descontrol en la secreción hormonal se pierde la homeostasis celular, generándose potencialmente algunas alteraciones entre las que está la carcinogénesis. Algunas hormonas pueden bajo ciertas circunstancias actuar como agentes inductores o promotores de transformación neoplásica, estimulando la proliferación celular y predisponiendo a alteraciones genéticas (Da Silva et al., 2004). En el caso de los estrógenos, estos son agentes iniciadores y promotores de carcinogénesis mamaria, probablemente por su capacidad de inducir la transcripción de variados protooncogenes nucleares (Hulka et al., 1994; Sorenmo 2003), estimulando de esta manera la división celular; obviamente mientras más se divide una célula más son las probabilidades que se logre expresar una función oncogénica, hasta ese momento silente. Algunos estudios sostienen incluso que esta hormona tendría efectos genotóxicos directos (Cóppola et al., 2005).

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El riesgo de desarrollo de cáncer mamario está determinado en parte por la duración e intensidad de la exposición del epitelio mamario a la acción conjunta de estradiol y prolactina. Aparentemente la prolactina facilitaría el papel mitogénico del estradiol mediante un aumento del número de receptores de estradiol (Da Silva et al., 2004). Otros autores sugieren que la prolactina junto con variados esteroides (estradiol, estrona sulfato, progesterona, testosterona, androstenediona), promoverían el neocrecimiento tumoral mediante un mecanismo autocrino / paracrino, dado que el tejido mamario neoplásico podría ser una fuente de estas hormonas (Queiroga et al., 2005). Los fenómenos de carcinogénesis se caracterizan por la activación de mutaciones genéticas heredadas o adquiridas debido a la acción de agentes ambientales, químicos, hormonales, radioactivos o virales denominados carcinógenos. La carcinogénesis comprende tres estadios: a) la iniciación, caracterizada por la exposición de células a carcinógenos con las consecuentes mutaciones o formación de clones celulares atípicos; b) la promoción, donde se multiplican estos clones celulares; y c) la progresión que constituye la conversión de lesiones preneoplásicas hacia lesiones malignas, constituyendo la transformación maligna tisular. Si eventualmente se suprimiera el contacto con el carcinógeno en la fase de promoción, probablemente se interrumpiría el proceso de transformación neoplásica. Los principales blancos de las alteraciones en el genoma son protooncogenes, genes supresores de

tumores y genes que controlan la muerte celular programada o apoptosis (Da Silva et al., 2004). Los estrógenos forman parte de la familia de hormonas esteroidales que son sintetizados principalmente a partir de precursores andrógenicos, la testosterona y androstenediona. Las enzimas que intervienen en la conversión a estrógenos se denominan aromatasas y poseen un grupo prostético común llamado citocromo p450 (CYP). Estas enzimas se encuentran en células de la granulosa del ovario, tejido adiposo, fibroblastos de la piel, placenta, testículo y cerebro, siendo el ovario el sitio de mayor concentración. Su síntesis es estimulada por la hormona folículo estimulante (FSH) (Cóppola et al., 2005).

A nivel celular, estradiol actúa a través de receptores intracelulares (citoplasmáticos y nucleares). Estos receptores pertenecen a la superfamilia de los receptores nucleares (RN), conformado por un gran grupo de reguladores transcripcionales como los receptores para hormonas esteroidales y tiroídeas, retinoides, vitamina D, entre otros (Ruff et al., 2000). Además, se ha demostrado la presencia del REα en los “ruffles” y la membrana plasmática, pudiendo ser encontrado en vesículas asociadas con caveolina 1, denominadas caveolas (Levin, 2003). Una vez activados, los receptores unidos al ligando (complejo receptor-estradiol), translocan al núcleo, donde actúan como factores reguladores de la transcripción (potencialmente dependientes del ligando),

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uniéndose a elementos específicos de respuesta a estradiol y que regularán genes blancos (efectos genómicos) (Ruff et al., 2000; Revankar et al., 2005). Además de estos efectos reguladores de la transcripción, existen respuestas muy rápidas generadas por la hormona que no proceden por activación inmediata de procesos de transcripción, que se han denominado efectos no genómicos. Estos efectos son independientes de los procesos de transcripción génica y traducción de proteínas y contemplan la modulación, por el complejo estradiol-RE, de diferentes proteínas regulatorias ubicadas en el citoplasma o bien asociadas con membranas celulares (Filardo, 2002; Levin, 2003). Se ha informado sobre un receptor distinto a los anteriores cuyo ligando puede ser estradiol: es un receptor intracelular de transmembrana acoplado a proteína G (proteínas heptahelicoides que se expresan en la superficie de membranas, donde la unión a un agonista inicia la activación de proteínas heterotriméricas de unión a guanina y proteínas reguladoras río abajo) denominado GPR30 (receptor acoplado a proteína G número 30), localizado en el retículo endoplásmico, donde se une específicamente al estrógeno. Al activarse el GPR30 por medio de su unión a estradiol, se activan diferentes vías de señalización como la movilización de calcio intracelular y la síntesis nuclear de fosfatidilinositol 3, 4, 5-trifosfato, contribuyendo a la explicación de los mecanismos fisiológicos y fisiopatológicos asociados a la hormona (Filardo, 2002; Revankar et al., 2005). Algunos estudios indican que el RE de

membrana (formando parte de caveolas y dominios rafts de membrana plasmática), estarían asociados a subunidades α de proteína G, explicando la regulación positiva sobre algunas vías intracelulares mitogénicas. La consecuencia celular de estos mecanismos incluye adhesión, migración, sobrevivencia, proliferación celular y neoplasia (Levin, 2003). En la actualidad aún se desconoce si existe algún grado de homología estructural entre el GPR30 y el REα que explique la unión de estradiol al receptor asociado a proteína G (Filardo, 2002; Levin, 2003; Revankar et al., 2005). Uno de los mecanismos no genómicos es la señalización bidireccional que existe entre el ERα y uno o más miembros de la familia de receptores del EGF (EGFRs), moléculas ubicadas en la membrana plasmática y que poseen actividad tirosina quinasa. El EGFR estimula la síntesis de ADN y la transcripción génica relacionada con la probable activación del RE nuclear en forma independiente de estradiol. Esta situación estaría dada por la transducción de señales intracelulares estimuladas por el receptor de EGF, conduciendo a la fosforilación y activación del RE nuclear y de proteínas co-reguladoras. La fosforilación de la serina 118 del dominio A/B del REα, permite la transactivación de genes relacionados al RE, los que serían regulados positivamente por el EGFR (Filardo, 2002; Levin, 2003). El ERα unido a su ligando actúa asimismo sobre metaloproteinasas de matriz (MMP-2 y 9) de la membrana plasmática de células

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neoplásicas de origen mamario; esta actividad está mediada por subunidades α de proteína G y una proteína tirosina quinasa citosólica denominada Src, liberando HB-EGF (factor de crecimiento epidermal asociado a heparina). Este último factor es capaz de unirse al EGFR residente en la misma membrana, lo que se traduce en una activación tanto de quinasas, entre las cuales están las que responden a señales extracelulares (ERKs), como asimismo otras vías alternativas de señalización de proliferación y sobrevivencia celular. Se ha demostrado que el EGFR transloca al núcleo de la célula, donde puede unirse a secuencias del DNA ricas en adenina y timina, que modulan la transcripción del gen de ciclina D1 (Levin, 2003). Utilizando técnicas de inmunohistoquímica e hibridación in situ, se ha detectado en algunos tumores mamarios caninos, la sobreexpresión proteica y del mRNA del receptor 2 del EGF (HER2) (aumentos de un 17,6% y un 74% respectivamente), relacionando positivamente estos parámetros con indicadores clínicos de mal pronóstico como son tamaño tumoral mayor a 3 cm, grado histológico III, crecimiento invasivo y ausencia de receptores esteroidales (RE y receptor de progesterona RP), entre otros (Martín de las Mulas et al., 2003; Millanta et al., 2005). Existen evidencias experimentales que indican que este receptor juega una importante función en el desarrollo de resistencia de las células tumorales frente a terapias endocrinas (Ring y Dowsett, 2003). Actualmente se cuenta con una estrategia terapeútica desarrollada en medicina humana, que consiste en la administración

de un anticuerpo monoclonal humanizado denominado trastuzumab (Herceptin®), el cual está dirigido en contra del dominio extracelular del receptor HER/neu (c-Erb B2), bloqueando la señal intracelular activada por la unión de EGF a su receptor (Sorenmo, 2003). Diferentes grupos de investigación han demostrado, mediante métodos inmunohistoquímicos y bioquímicos, que tanto los tumores benignos como los malignos expresan receptores a estradiol, sin embargo esta expresión se va perdiendo a medida que estos tumores adquieren características de mayor malignidad, existiendo informes acerca de la expresión tanto de la isoforma α como de la isoforma β del receptor (Graham et al., 1999; Nieto et al., 2000; Martín de las Mulas et al., 2004; Martín de las mulas et al., 2005; Millanta et al., 2005). En el caso de carcinomas de carácter inflamatorio y carcinomas ricos en lípidos, variantes neoplásicas mamarias muy malignas, casi no se aprecia expresión de receptores de estradiol (Espinoza et al., 2003; Peña et al., 2003). En los últimos años se ha determinado en humanos que el receptor β de estradiol cumpliría una función en la patogenia de la neoplasia mamaria, expresándose tanto el gen como la proteína en los tejidos tumorales (Dotzlaw et al., 1996; Järvinen et al., 2000); esto se asocia con indicadores de baja agresividad biológica como son bajo grado histológico, bajo porcentaje de células en fase S, linfonodo axilar negativo a metástasis y otros (Järvinen et al., 2000). Esta condición ha sido recientemente estudiada en el canino, donde mediante inmunohistoquímica en

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tejidos fijados en formalina e incluídos en parafina, se analizó la expresión del REβ en tejidos mamarios normales y neoplásicos benignos y malignos, concluyéndose que hay una inmunoexpresión positiva en los epitelios ductal y acinar normales y en aproximadamente un tercio de los de aquellos tumores analizados. De estos, los de naturaleza benigna presentaron mayor expresión, especialmente los de patrón histológico complejo y mixto (Martín de las Mulas et al., 2004). Los patrones de inmunorreactividad observadas en los estudios de expresión tanto del REα como del REβ, mostraron una marcada distribución nuclear, con reacciones muy débiles a nivel citoplasmático. Como consecuencia de estos resultados, se piensa que aquellos tumores malignos que no expresan RE habrían perdido la dependencia a estradiol, estando su progresión determinada por otros factores, no asociados a la hormona (Graham et al., 1999; Nieto et al., 2000; Martín de las Mulas et al., 2004; Martín de las mulas et al., 2005; Millanta et al., 2005). Además se considera que la expresión de RE en tejidos tumorales es un predictor de respuesta a la terapia endocrina (Järvinen et al., 2000). Hasta el momento no se ha demostrado en el modelo tumoral mamario canino la expresión de RE truncados producto de “splicing” alternativo, condición que si se presenta en algunas líneas celulares humanas originadas a partir de tejido mamario tumoral (Figtree et al., 2003; Lin et al., 2003). La progresión de una célula a través de la fase G1 del ciclo celular es regulado por la expresión y degradación secuencial de

ciclinas de G1 y la consecuente activación e inhibición de quinasas dependientes de ciclinas (Cdks), cuya actividad también está determinada por la concentración de proteínas específicas conocidas como inhibidores de Cdks. La sobreexpresión de ciclina D1 en tejidos transformados cumple un importante rol en la pérdida del control del ciclo celular que caracteriza al desarrollo tumoral. En un estudio reciente sobre expresión de marcadores de proliferación celular y ciclina D1, donde se trabajó con tumores mamarios de origen canino, se observó una expresión nuclear de la proteína en el 60% de lesiones pre-neoplásicas y el 44% de carcinomas, asociándose esta presencia con una alta actividad proliferativa, sugiriendo que la sobreexpresión de la molécula cumple una importante función en los estadios tempranos del cáncer mamario (situación similar a lo que ocurre en la neoplasia mamaria humana). Sin embargo, ciclina D1 también participaría en las fases más tardías del crecimiento tumoral, ya que tiene la capacidad de transactivar la respuesta mediada por el RE, por lo que las células tumorales mamarias pueden crecer en una etapa tardía sin la estimulación de estradiol, contribuyendo así a la carcinogénesis independiente de estrógenos (Sfacteria et al., 2003; Lee et al., 2004). Otra vía mitogénica asociada a estradiol es la del protooncogén c-myc, el cual está comúnmente amplificado en casos de adenocarcinomas mamarios humanos, considerándose importante, pero no esencial, la expresión elevada de esta proteína nuclear para la progresión tumoral. El grupo de

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Inoue y Shiramizu (Inoue et al., 2004) demostró mediante inmunohistoquímica la expresión de esta proteína principalmente en los componentes epiteliales y mioepiteliales de tumores mixtos benignos, mioepiteliomas benignos y malignos, y adenocarcinomas mamarios caninos, indicando que esta molécula juega un importante papel en la ocurrencia de estas neoplasias (Inoue et al., 2004). El grupo de Nieto et al. (2003), estudió en tejidos mamarios caninos, la inmunoexpresión de la fosfoproteína codificada por el gen supresor de tumores BRCA1, el cual es capaz de regular negativamente el ciclo celular. Ellos observaron una intensa inmunotinción nuclear en los tejidos normales y displásicos, en cambio en los tejidos tumorales, especialmente los de tipo maligno, detectaron una significativa reducción en la intensidad, acompañado de un incremento en la expresión citoplasmática de la proteína. La pérdida de expresión fue asociada con un alto índice de proliferación celular y ausencia del REα, las que serían características de malignidad (Nieto et al., 2003). A través de distintos modelos de estudio, se ha observado que estradiol y el factor de crecimiento insulínico (IGF) son factores mitógenos que promueven sinergicamente el crecimiento ductal mamario (fisiológico y neoplásico) a través de vías de señalización diferentes, no obstante se ha establecido una convergencia de estas rutas ("cross-talk"). La hormona en cuestión puede afectar la señalización de IGF a múltiples niveles

alterando la expresión de casi todos los miembros de la familia de este factor de crecimiento, aumentando la expresión de sus activadores y disminuyendo la expresión de sus inhibidores, potenciando de esta forma la respuesta a IGF. El REα activado puede interactuar directamente con el receptor de IGF-I (IGF-IR), activándolo y gatillando la cascada de señalización intracelular asociada a este receptor. Adicionalmente IGF-I potencia la transactivación mediada por RE, vía activación de ERK1/2 y otras proteína quinasas. El uso de antiestrógenos puede inhibir la señalización dada por IGF mediante una regulación negativa o desfosforilación de las moléculas de señalización involucradas (Oesterreich et al., 2001). En el modelo tumoral mamario canino se ha establecido que el estímulo proliferativo dado por progesterona estaría mediado indirectamente por IGF, siendo este último regulado directamente por la hormona de crecimiento (GH) producida en el tejido mamario (Mol et al., 1996). En la neoplasia mamaria del humano, los andrógenos han sido considerados como posibles agentes carcinogénicos, sin embargo los mecanismos permanecen poco claros (Xie et al., 1999). Estas hormonas actuarían sinergicamente con estradiol en el crecimiento del epitelio ductal y alveolar mamario, en cambio estradiol tiene un nulo efecto proliferativo sobre el estroma mamario (Xie et al., 1999, Zhang et al., 2004). Los ovarios son la principal fuente de estradiol y progesterona en mujeres y animales sanos, sin embargo se presenta una

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conversión periférica a estradiol en tejidos y neoplasias hormono-dependientes. Así varios tipos de tumores mamarios y líneas celulares de neoplasia mamaria poseen capacidad esteroidogénica, produciendo estradiol por aromatización in situ de androstenediona o de testosterona, precursores de estradiol, lo que permitiría su función autocrina, independiente de las concentraciones plasmáticas del estrógeno. En la actualidad se reconoce la sobreexpresión del complejo enzimático aromatasa en células tumorales mamarias de origen humano. Por ello, los eventuales mecanismos pro-carcinogénicos asociados a andrógenos podrían relacionarse con la actividad de este complejo enzimático. Otros tumores humanos (benignos o malignos) estrógeno dependientes comparten la característica de presentar una mayor expresión de esta enzima, ocurriendo tal situación en miomas y en la endometriosis. Esto ha llevado a que los inhibidores de la aromatasa sean estudiados y utilizados en el tratamiento endocrino coadyuvante de estas enfermedades (Ojeda, 2000; Marinelli et al., 2004; Pasqualini, 2004). En el caso del canino, no existen hasta ahora antecedentes concretos sobre la posible función de los andrógenos en la patogénesis del cáncer mamario. Sin embargo, mediante estudios de expresión génica (reacción de la polimerasa en cadena con transcripción reversa, RT-PCR), se ha demostrado la expresión de aromatasa en tumores mamarios y se lo ha comparado con tejidos de glándula mamaria canina normal e hiperplásica, donde este complejo

enzimático prácticamente no se expresa. Por lo tanto, la actividad de aromatasa en el tejido mamario neoplásico podría cumplir un papel en la transformación de andrógenos a estradiol, con la consiguiente participación de estas hormonas en la patogénesis de la enfermedad, actuando como un factor paracrino (Marinelli et al., 2004).

En el caso del cáncer mamario humano, se ha establecido claramente que aquellas mujeres posmenopáusicas obesas, tienen un mayor riesgo de contraer la enfermedad como resultado de la producción de estradiol por el tejido adiposo por acción de su aromatasa, situación no establecida en el caso del canino. La leptina, un producto de secreción de adipocitos que se correlaciona positivamente con el contenido de grasa corporal, estimula la síntesis y secreción de estradiol a través de un incremento en la expresión del mRNA, actividad enzimática y concentración de la aromatasa en células estromales adiposas, células granulosas luteinizadas humanas y células tumorales epiteliales, generando una mayor probabilidad de transformación y progresión neoplásica (Catalano et al., 2003; Sorenmo 2003). Estradiol y angiogénesis Los procesos de neoformación de vasos sanguíneos son absolutamente necesarios para el crecimiento e invasión de un tumor, siendo procesos complejos que involucran la proliferación, migración y anastomosis de células endoteliales. La angiogénesis requiere una acción coordinada entre factores de crecimiento y sus receptores, proteínas extracelulares, moléculas de

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adhesión y enzimas proteolíticas (Soares et al., 2004). Así, el estradiol ejerce un efecto activador de la angiogénesis a través de la participación de células endoteliales en procesos de neovascularización (Morales et al., 1995). Se ha postulado la liberación de complejos del factor de crecimiento fibroblástico de tipo 2 (FGF2) y la proteína de estrés térmico HSP27 (estradiol dependiente), como mecanismos por los cuales células tumorales pueden ser estimuladas en su desarrollo por estradiol: el esteroide promovería, en células tumorales de distinto origen, la liberación del factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF) e induciría en células endoteliales la síntesis de más receptores de VEGF. Las células vecinas son a su vez estimuladas para liberar al medio, complejos de FGF y HSP27, resultando esta cadena de eventos en una mejor irrigación del tumor y la invasión de tejidos sanos por la masa tumoral. Otra molécula pro-angiogénica regulada positivamente por estradiol es el factor de crecimiento transformante α (TGFα), desconociéndose el mecanismo exacto por el cual media este efecto (Piotrowicz et al., 1997). Utilizando como modelo de estudio la línea celular MCF-7 (células tumorales de mama humana), se ha determinado recientemente que estradiol promueve la expresión de las moléculas asociadas a angiogénesis en etapa embrionaria, Notch1 y Jagged1 (ligando de Notch1), activando la vía de señalización de Notch. Al inocular una suspensión de células MCF-7 en ratones SCID (inmunodeficiencia completa y severa) expuestos a estradiol, se detectó un aumento en la densidad

microvascular y en la expresión de Notch en comparación a los controles, mientras que la expresión del gen de Notch fue requerida para la formación de estructuras similares a túbulos en células endoteliales. Estos resultados muestran otra vía pro-angiogénica estimulada por el esteroide en células neoplásicas (Soares et al., 2004), condición aún no estudiada en el modelo canino. Estradiol induce la expresión de eNOS (óxido nítrico sintasa endotelial) en forma limitada, existiendo una correlación positiva esta actividad y la expresión del RE. Esta expresión es modulada por la vía del fosfatidilinositol 3 quinasa (PI3-quinasa), previa activación de subunidades α de proteína G. El óxido nítrico (NO) se asocia a fenómenos pro-angiogénicos en concentraciones limitadas, en cambio cuando está en altas concentraciones puede inducir una disminución en la proliferación celular y activar apoptosis (Natakani et al., 2004). Se ha demostrado mediante inmunohistoquímica, la presencia de moléculas relacionadas con angiogénesis (receptor para VEGF-2, molécula de adhesión endotelial a plaquetas CD31, factor VIII), una alta densidad vascular en tumores mamarios caninos malignos en relación a las variantes benignas, situación que establece claramente la dependencia tumoral a la neoformación de vasos sanguíneos (Griffey et al., 1998; Restucci et al., 2000; Restucci et al., 2004). Discusión El crecimiento y desarrollo de los tumores mamarios en el canino son dependientes del

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estímulo hormonal, situación dada fundamentalmente por estradiol y progesterona, pues estos tejidos expresan receptores para estos ligandos (Graham et al., 1999; Nieto et al., 2000; Rutteman et al., 2001; Sorenmo, 2003; Da Silva et al., 2004; Martín de las Mulas et al., 2004; Martín de las Mulas et al., 2005; Millanta et al., 2005). En el caso del estradiol, hay expresión de las 2 isoformas del RE (α, β), en glándula mamaria normal, hiperplásica y tumoral, no obstante esta expresión se va perdiendo a medida que estos tumores adquieren mayor malignidad y autonomía de crecimiento, perdiendo esta dependencia hormonal directa (Graham et al., 1999; Nieto et al., 2000; Martín de las Mulas et al., 2004; Martín de las mulas et al., 2005; Millanta et al., 2005). Sin embargo, a este nivel de progresión tumoral, comienzan a adquirir importancia otros mecanismos que pueden ser inducidos indirectamente por la acción estrogénica y adicionalmente podrían estar actuando otros receptores (GPR30 acoplado a proteína G) cuyo ligando puede ser estradiol y que también activa distintas señales que le permitirán a la célula tumoral seguir progresando (Ruff et al., 2000; Filardo, 2002; Levin, 2003; Revankar et al., 2005). Uno de estos mecanismos es el asociado al EGF, cuyo receptor se expresa primordialmente en tejidos tumorales malignos, considerándose un marcador de mal pronóstico. Esta característica es compartida con la enfermedad humana donde la amplificación de los miembros de la familia del EGFR es la alteración genética más común. La sobreexpresión del llamado

HER-2/neu (EGFR-2) ocurre en aproximadamente un tercio de todos los tumores de mama, la mayoría de los cuales no expresa el RE (Filardo, 2002). El estradiol promueve la transactivación de este EGFR, activando una cascada de señales intracelulares, cuyos blancos nucleares más relevantes en la división celular incluyen la transactivación del gen de la ciclina D1 y de los protooncogenes c-fos y c-myc (Levin, 2003). En el caso tumoral canino se ha demostrado una alta expresión de la ciclina D1 y c-myc, proteínas relacionadas con proliferación celular, concordando con la dependencia a estradiol en etapas tempranas de la carcinogénesis mamaria y con la activación del EGFR en etapas más tardías del proceso de transformación maligna, pues las vías gatilladas por ambas moléculas convergen en la activación de estas proteínas nucleares (Inoue y Shiramizu, 1999; Sfacteria et al., 2003; Lee et al., 2004). El estradiol también podría activar en forma indirecta los fenómenos de invasión y metástasis de células tumorales de origen mamario, dado que es capaz de activar a algunas metaloproteinasas de matriz como MMP-2 y 9, las cuales degradan ciertos elementos de la matriz extracelular, favoreciendo las propiedades invasivas del tumor. En caninos se ha visto mayor expresión y actividad de estas enzimas en tejidos tumorales, concordando con lo sucedido en el modelo humano, pero no se ha establecido la activación de estas moléculas degradativas como respuesta in vitro o in vivo a estradiol (Hirayama et al., 2002; Levin, 2003).

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En el cáncer mamario humano, se ha demostrado que existe una sobreexpresión de la aromatasa en el tejido mamario, esta enzima promueve la conversión periférica de andrógenos a estradiol, condición que tiene mayor relevancia en mujeres posmenopaúsicas y obesas (Catalano et al., 2003; Pasqualini, 2004). En el canino existe información muy restringida al respecto, sin embargo recientemente se informó que el mRNA de esta enzima se expresa significativamente en tejidos tumorales en relación a los tejidos de glándula mamaria normal e hiperplásica, indicando que similarmente a lo que ocurre en humanos, la expresión de aromatasa cumpliría una función en la conversión periférica a estradiol (Marinelli et al., 2004). En caninos no hay información con respecto a la expresión de la proteína ni tampoco con su actividad enzimática, por lo que se hace necesario explorar en esa vía, de modo tal de esclarecer la posible participación de esta enzima en la patogénesis de la enfermedad en cuestión. Con respecto a los fenómenos de angiogénesis neoplásica, se ha observado una clara dependencia del crecimiento tumoral a los procesos de neoformación de vasos sanguíneos y el modelo canino no es la excepción. Mediante el análisis de distintas moléculas relacionadas con la angiogénesis como son VEGFR, CD31 y factor VIII, se ha demostrado una mayor densidad angiogénica en tejidos tumorales, especialmente de carácter maligno (49-51), sin embargo no se ha establecido una relación funcional entre estradiol y estas moléculas, como si se ha hecho en otros

modelos tumorales, donde existe un claro efecto pro-angiogénico por parte del esteroide (Morales et al., 1995; Piotrowicz et al., 1997; Soares et al., 2004). En Medicina humana el cáncer mamario está asociado tanto a factores genéticos como hormonales, siendo los primeros los principales factores de riesgo. Dentro de este escenario mutaciones de los genes supresores de tumores BRCA1 y 2 que en condiciones normales preservan la estabilidad cromosómica, se han relacionado con mayor predisposición a desarrollar la enfermedad. La proteína BRCA1 interactúa con receptores de hormonas esteroidales regulando su actividad, pues inhibe la actividad del REα y estimula al receptor de andrógenos RA. De este modo existe evidencia para suponer que los factores hormonales contribuyen a aumentar el riesgo de neoplasia mamaria debido a una desregulación en su actividad debido a mutaciones en estos genes (Rosen et al., 2002). En caninos se observó recientemente menor expresión de la proteína BRCA1 en tejidos tumorales comparado a tejidos normales y displásicos, situación concordante con lo sucedido en humanos. No obstante es necesario definir el comportamiento de estos genes en las diferentes condiciones (Nieto et al., 2003). Es importante recalcar que el cáncer mamario, desde un punto de vista general, es una enfermedad de patogenia extremadamente compleja, en que los factores hormonales, y en particular el estradiol, tienen una participación central (Pagnini et al., 2002). El llegar a conocer en

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detalle algunos de estos mecanismos, permitirá desarrollar nuevas estrategias terapeúticas para controlar esta grave enfermedad. Conclusiones • Estradiol actúa como un agente

estimulador de la proliferación celular mediante mecanismos genómicos y no genómicos.

• Existe una interacción estrecha entre estradiol y algunos factores de crecimiento tales como EGF, IGF, VEGF y otros, relaciones que convergen en la activación de señales mitogénicas.

• Estradiol induce la transcripción de protooncogenes como c-myc y ciclina D1, activando procesos de proliferación celular.

• Estradiol promueve fenómenos de angiogénesis a través de diferentes vías, contribuyendo al crecimiento, desarrollo y diseminación tumoral.

• Se hace relevante conocer en el modelo tumoral mamario canino, nuevas vías carcinogénicas asociadas a estradiol, para así establecer con mayor detalle la patogenia de la enfermedad y explorar nuevas estrategias terapéuticas.

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Agradecimientos Agradezco a mi Tutor Dr. Walter Sierralta, Instituto de Tecnología de los alimentos (INTA), Universidad de Chile por el valioso apoyo en la revisión crítica de este Manuscrito.

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