Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Disciplina: | biologia |
| Título: | Rol de la vía PI3K/AKT/mTOR en la progresión del cáncer de mama |
| Título alternativo: | Role of PI3K/AKT/mTOR pathway in breast cancer tumor progression |
| Autor: | Riggio, Marina |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME)
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| Publicación en la Web: | 2017-04-28 |
| Fecha de defensa: | 2016-04-12 |
| Fecha en portada: | 2016 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas |
| Director: | Novaro, Virginia |
| Consejero: | Srebrow, Anabella |
| Jurado: | Raimondi, Ana; Vázquez, Elba; Coso, Omar A. |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | CANCER DE MAMA; PI3K/AKT/MTOR; HORMONO-INDEPENDENCIA; PROGRESION TUMORAL; RECEPTORES HORMONALES; INVASION CELULARBREAST CANCER; PI3K/AKT/MTOR; HORMONE-INDEPENDENCE; TUMOR PROGRESSION; HORMONE RECEPTORS; CELL INVASION |
| Tema: | biología/biología molecular y celular
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| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6003_Riggio |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n6003_Riggio.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n6003_Riggio |
| Ubicación: | Dep.BIO 006003 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Riggio, Marina. (2016). Rol de la vía PI3K/AKT/mTOR en la progresión del cáncer de mama. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6003_Riggio |
Resumen:
Antecedentes: El cáncer de mama es la neoplasia maligna más común en mujeres y unade las primeras causas de muerte por cáncer en el mundo. A pesar de los avances en eldiagnóstico y en el tratamiento para esta enfermedad, un alto porcentaje de los tumoresprogresan y metastatizan en órganos distantes. PI3K/AKT/mTOR es la vía mutada conmayor frecuencia en tumores sólidos; alrededor del 70% de los tumores de mamapresentan alguna mutación en esta vía, lo cual se asocia con un peor pronóstico yresistencia a la terapia endócrina, contra HER-2, radio y quimioterapia. Existen tresisoformas para Akt: AKT1, AKT2 y AKT3, con discrepancias sobre sus funcionesespecíficas. Objetivo: El objetivo de este trabajo fue estudiar el rol diferencial de AKT1y AKT2 en los procesos de proliferación, migración e invasión celular a lo largo de laprogresión tumoral en cáncer de mama. Antecedentes: En trabajos previos dellaboratorio utilizando un modelo de carcinomas mamarios murinos habíamosdemostrado que la sobreactivación de la isoforma AKT1 era capaz de inducir elcrecimiento tumoral hormono-independiente. Los tumores generados resultaron ser másdiferenciados que los tumores de los que derivaron, con formación de estructurasductales y mayor expresión de citoqueratina 8 y laminina I, y menor expresión decitoqueratina 14. Metodología: Para extrapolar los resultados obtenidos en otrosmodelos experimentales, utilizamos tres líneas celulares humanas de cáncer de mama (IBH-7, IBH-6 y T47D), analizamos el efecto de sobreactivar o silenciar específicamentecada isoforma sobre el fenotipo tumoral en cultivo y en xenotransplantes. Resultados: En las líneas celulares IBH-7 e IBH-6 demostramos que AKT1 induce el crecimiento detumores mamarios, a través de la activación de la proteína ribosomal S6 y el aumento enla expresión de ciclina D1. Además, la sobreactivación de AKT1 induce el crecimientotumoral hormono-independiente a través de la fosforilación de receptores hormonalesen ausencia de agergado exógeno de hormona. En consecuencia, la sobreactivación de AKT1 fue capaz de inducir resistencia al tratamiento con ICI182780 (Fulvestrant), unantagonista del receptor de estrógenos. Coincidente con los antecedentes mencionados,el fenotipo tumoral obtenido con la sobreactivación de AKT1 es de tipo glandulardiferenciado, con aumento en la expresión de las proteínas luminales E-cadherina ylaminina-I. Sorprendentemente, el silenciamiento de AKT1 endógeno disminuyó laproliferación e incrementó la migración e invasión celular in vitro a través de la induccióndel eje β1-integrina/FAK/MMP9, e in vivo, siendo los tumores resultantes altamenteinfiltrantes. Por otro lado, la sobreactivación de AKT2 también indujo tumores concaracterísticas infiltrantes pero sin modificar el crecimiento tumoral. Por el contrario, elsilenciamiento de AKT2 endógeno disminuyó la motilidad celular en cultivo, regulandoproteínas del citoesqueleto como F-actina y vimentina. El grado de invasión de losxenotransplantes IBH-6 y T47D con distintos niveles de AKT1 y AKT2 se asoció con lapérdida en la expresión de E-cadherina y un aumento en la expresión de vimentina,marcadores de progresión tumoral. Encontramos además que el silenciamiento de AKT1induce un aumento en la expresión de AKT2 endógeno, sugiriendo una regulación entreisoformas. Por último, en un ensayo preliminar encontramos que el tratamiento coninhibidores de PI3K/AKT/mTOR si bien disminuye el crecimiento tumoral, aumenta laincidencia de metástasis pulmonares. Este resultado puede ser relevante en el diseño deterapias con inhibidores específicos de dicha vía. En conjunto, nuestros resultadosmuestran funciones diferentes, y en algunos casos opuestas, para AKT1 y AKT2 en laprogresión del cáncer de mama. Demostramos que AKT1 tiene un rol relevante en elcrecimiento tumoral, regulando proteínas involucradas en la sobrevida y proliferacióncelular y activando en forma ligando-independiente los receptores hormonales, estoúltimo conlleva a la adquisición de resistencia a la terapia endócrina. En un estadiotumoral más avanzado, tanto la disminución de AKT1 a través de la activación del ejeβ1-integrina/FAK/MMP9, como el aumento de AKT2 a través de la regulación delcitoesqueleto de actina, llevarían a una mayor agresividad tumoral dada por un aumentode la invasión celular. Conclusión: En base a nuestros resultados, proponemos que tantola pérdida de AKT1 como la ganancia de AKT2 podrían ser consideradas comobiomarcadores para clasificar a los tumores mamarios con características más agresivas. La relevancia de nuestro trabajo radica en el análisis exhaustivo de la función de la vía PI3K/AKT/mTOR, diferenciando el rol particular de AKT1 y AKT2 y de sus proteínastarget downstream, que a futuro podría aplicarse en el diseño de terapias dirigidas a cada tipoy estadio tumoral para lograr un mayor efecto terapéutico.
Abstract:
Background: Breast cancer is the most frequently diagnosed cancer and the leadingcause of cancer death among females worldwide. Despite the early diagnosis and theimprovement in the treatments, a considerable amount of tumors progress andmetastasize. PI3K/AKT/mTOR is the most frequently mutated pathway in solidtumors; approximately 70% of breast tumors display an activating mutation in onecomponent of the pathway, and it is associated with a poor outcome and resistance toconventional therapy. There are three AKT isoforms: AKT1, AKT2 and AKT3, withdifferent specific functions. Specific aims: The main aim of this thesis was to study thespecific role of AKT1 and AKT2 during proliferation, cell migration and invasionthrough breast cancer progression. Background: We have previously demonstrated that AKT1 overactivation was sufficient to induce hormone-independent breast tumorgrowth. The resultant tumors were differentiated, with high levels of cytokeratin 8 andlaminin-I and low levels of cytokeratin 14 expression. Methodology: In this study, weused three human breast cancer cell lines, IBH-7, IBH-6 and T47D and we analyzed theeffect of up- or downregulation of AKT1 or AKT2 on tumor phenotype, in culture andin xenografts. Results: We demonstrated that AKT1 induced tumor growth throughribosomal S6 protein and cyclin D1 increase. Moreover, AKT1 upregulation lead tohormone-receptors activation, even in the absence of exogenous hormone supply. Consequently, AKT1 overexpression induced resistance to the estrogen receptordownregulator, ICI182780 (Fulvestrant). Moreover, AKT1 overexpressing tumorsdisplayed glandular differentiation, with high levels of E-cadherin and laminin-I. AKT1silencing decreased cell proliferation and, surprisingly, increased cell migration andinvasion in cell culture, through the β1-integrin/FAK/MMP9 axe. Besides, silenced AKT1 tumors were highly invasive of the adjacent adipose and muscle tissue, andinduced lung metastasis. On the other hand, AKT2 overactivation also induced moreinvasive tumors and lung metastasis, with no changes in tumor growth although. On theopposite, AKT2 downregulation decreased motility in cell culture, by regulatingcitoskeleton proteins as F-actin and vimentin. We also found that AKT1 silencinginduced an upregulation in AKT2 expression, suggesting a cross regulation between thetwo isoforms. Finally, in a preliminary study we found that PI3K/AKT/mTORinhibitors are capable of decreasing breast tumor size but of inducing more aggressivetumors and lung metastasis. This effect could have great implications in the managementof new targeted therapies against the pathway. Altogether, our results clearly showdifferent, and in some cases opposite roles for AKT1 and AKT2 isoforms in breastcancer progression. We demonstrated that AKT1 has a relevant role in tumor growth,through the regulation of proteins involved in cell survival and proliferation, and troughthe activation of hormone receptors, ultimately leading to endocrine resistance. On theother hand, the downregulation of AKT1, as well as the upregulation of AKT2, canincrease cell invasion and tumor aggressiveness. Conclusion: We propose that AKT1loss and/or AKT2 gain should be considered as biomarkers to better classify invasivemammary tumors. The relevance of this work is the deep analyses of PI3K/AKT/mTOR pathway, differentiating AKT1 and AKT2 functions, and itsdownstream proteins in breast cancer progression, which could be useful in the future todesign targeted therapies for each tumor type and stage.
Citación:
---------- APA ----------
Riggio, Marina. (2016). Rol de la vía PI3K/AKT/mTOR en la progresión del cáncer de mama. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6003_Riggio
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Riggio, Marina. "Rol de la vía PI3K/AKT/mTOR en la progresión del cáncer de mama". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2016.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6003_Riggio
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