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martes, 20 de octubre de 2015

Rutas endocrinas en la patogenia del cáncer de mama

El cáncer de mama afecta a una  de cada ocho mujeres en los países occidentales. La enfermedad es heterogénea con más de 20 subtipos  histopatológicos reconocidos. El grado y el estadio del tumor son de relevancia clínica, así como la clasificación  de acuerdo al estatus del receptor de estrógeno α (ERα) y el receptor de progesterona (PR) determinado por inmunohistoquímica (IHQ) y la sobreexpresión HER2. Hay cinco grandes tipos  moleculares de cáncer de mama definidos por el perfil de expresión de genes que en gran parte  se corresponden con los subtipos IHQ, luminal A, ER+ de bajo grado y bajo índice Ki67; luminal B, ER+ de alto grado y alto índice proliferativo;  HER2  que es HER2+ por IHQ y puede ser ER+ o ER-; y los llamados “basal-similares”, los cuales son triple negativos porque no expresan ninguno de los tres receptores y constituyen  un grupo heterogéneo  que contiene varios subtipos.   Más de 2/3  de los cánceres de mama son luminales ER+  que difieren  en biología y curso clínico de los HER2+ y basal-similares.

El tamoxifeno, un modulador selectivo de ER introducido hace unos 40 años,   ha incrementado dramáticamente  la supervivencia  de pacientes con cáncer de mama ER+.  La señal ER también puede ser inhibida directamente  por antagonistas ER como el fulvestrant, o indirectamente por inhibidores de la aromatasa. Aunque la mayor parte de los tumores ER+ expresan ER en al menos 90% de las células, algunos cánceres tienen menores porcentajes  de células tumorales ER+, pero son clasificados  como ER+ si al menos 1% de las células tumorales expresan ER.  

Los estudios epidemiológicos revelan que el riesgo de cáncer de mama aumenta con el número de ciclos menstruales que una mujer experimenta en su vida. En este contexto, menarquia temprana, menopausia tardía y ciclos menstruales cortos son factores a considerar. Recientemente se ha demostrado que el riesgo relacionado  con los ciclos menstruales aplica a todos los tipos de cáncer de mama. Con relación a los efectos del embarazo,  el primer embarazo a edad joven  tiene un efecto protector y los datos del Nurses Health Study indican que esto aplica más específicamente a los canceres PR+. Este efecto protector depende de varios factores: niveles bajos de hormona de crecimiento y prolactina después del primer embarazo, cambios en número y biología  de las stem cell, cambios en el estatus funcional  de p53 y diferencias en la respuesta proliferativa. Por otra parte, el riesgo de cáncer de mama  relacionado con la terapia de reemplazo hormonal (HRT) aumenta cuando el componente estrogénico es combinado  con progestina, mientras los estrógenos solos pueden tener efectos protectores.  Asimismo, las mujeres que reciben anticonceptivos orales, los cuales en su mayoría están compuestos  de etinil estradiol y una progestina,  tienen  24% más de riesgo  de desarrollar cáncer de mama, este porcentaje  disminuye  cuando suspenden el consumo de los anticonceptivos. 

La mama es un órgano que se desarrolla primariamente después del nacimiento, bajo el control de hormonas.  El sistema ductal, rudimentario en el nacimiento, comienza a extenderse  durante la pubertad  y gana en complejidad  durante la adultez con la estimulación hormonal recurrente  durante los ciclos menstruales. En el embarazo, la complejidad ductal aumenta y se forman estructuras  de forma sacular, llamadas alveolos, en el sistema ductal.  Después del nacimiento, el estadio cuasi embrionario hace de la mama una estructura muy plástica y particularmente susceptible a la carcinogénesis.

La glándula mamaria de ratón  tiene un árbol ductal simple embebido en un estroma graso homogéneo y ha servido como modelo  para estudiar in vivo el desarrollo de la mama. Estos estudios han revelado que el epitelio mamario requiere de: (i) la señal ERα intrínseca  para la elongación ductal puberal, (ii)  PR, el cual es esencial  en el epitelio mamario para la ramificación lateral y la alveologénesis y (iii) receptor de prolactina, el cual es requerido para la alveologénesis y la secreción de leche. El epitelio mamario responde diferencialmente al estimulo hormonal  dependiendo de su estadio de desarrollo.  Los experimentos de ablación y reemplazo hormonal  han demostrado que el 17β-estradiol induce la proliferación celular  en la pubertad pero no en la glándula mamaria adulta. En ratones hembras adultas (más de 8 semanas de edad), el pretratamiento con 17β-estradiol induce la expresión de PR, mientras la subsiguiente estimulación con progesterona dispara la proliferación celular. Entonces, la señal PR es el principal estimulo de la proliferación celular en la hembra adulta.

La mama humana  es más compleja que la glándula mamaria  de ratón, comprende 15-25 ductos, cada uno de ellos da origen  a un lóbulo que contiene múltiples unidades ductales terminales y dos compartimentos estromales: intralobular e interlobular. Sin embargo, en términos de regulación hormonal, ambas especies presentan sustanciales similitudes. En la mayoría de los mamíferos, los ovarios  primero secretan estrógenos en respuesta al incremento en la secreción de gonadotropinas y la madurez sexual  coincide con el establecimiento  de picos cíclicos de secreción de progesterona por los ovarios. Los niveles de progesterona  aumentan después de la ovulación cuando el cuerpo lúteo   anticipa el embarazo y continúan aumentando a lo largo de la gestación. En humanos y roedores, la actividad proliferativa  en el epitelio mamario se observa durante la fase luteal, cuando los niveles de progesterona son altos, lo que sugiere que en ambas especies el epitelio mamario  es similarmente regulado, al menos con respecto al control hormonal de la proliferación celular. Los modelos ex vivo de la mama humana han demostrado que la progesterona dispara la proliferación celular.

El epitelio mamario tiene dos capas: una capa interna  de células luminales que es rodeada por una red de células mioepiteliales alargadas, las cuales están en contacto con la membrana basal. Las células luminales tocan el lumen  y frecuentemente se localizan en posición opuesta a las células incluidas en el término “células basales” que incluye células subluminales, mioepiteliales, progenitoras y stem cells.   Entre 30% y 50% de las células luminales expresan ER en la mama adulta. Como el gen PR  es un blanco de ER, ambos receptores son coexpresados  en las mismas células, aunque la evidencia reciente indica que el PR también es expresado independientemente, al menos en la mama humana. Las células que expresan ER y PR son llamadas “células sensoras” porque transmiten la señal sistémica  a las células locales a través de señales paracrinas. En el epitelio mamario adulto, la mayor parte de la proliferación celular ocurre  en el compartimento luminal.

Cuando ratones hembras adultas son sometidas a una ablación hormonal y posteriormente son pretratadas con estrógenos, la progesterona induce la proliferación celular en dos ondas.  Durante las primeras 24 horas, proliferan las células PR+ y posteriormente se observa la proliferación de células PR-. La primera, una onda pequeña de proliferación, requiere de ciclina D1. El PR y la ciclina D1  interactúan físicamente y se encuentran en los complejos transcripcionales  que se unen al ADN. La segunda onda de proliferación celular, inducida por un mecanismo paracrino, es más grande y depende  del ligando del receptor activador  de NFκB (RANKL). La progesterona incrementa la expresión del ARNm de RANKL a través de un mecanismo posttranscripcional que estabiliza al ARNm. El RANKL es una proteína detectada exclusivamente en células luminales PR+ que dispara la proliferación celular en las células PR- vecinas (mecanismo paracrino homotípico).  No está completamente dilucidado  si el RANKL actúa como mitogeno, o remueve una señal inhibidora del crecimiento, o si actúa  a través de asas más complejas que involucran otros tipos de células, posiblemente células inmunes  que expresan PR.
Durante la fase luteal, las stem cells son activadas en anticipación a la expansión del número de células del embarazo. Las stem cells localizadas en la capa basal  expresan altos niveles de integrinas β1 y α6 y se expanden en respuesta a la estimulación hormonal.  La señal PR es requerida para expandir el pool de stem cells  durante la pubertad y la vida adulta. Por otra parte, el Wnt4, identificado como un importante mediador paracrino de la función de la progesterona en el epitelio mamario, afecta la función de las stem cells. En el ratón, el wnt4 es transcripto  en el quinto día postnatal, antes de la síntesis detectable de progesterona y la expresión de PR en el epitelio mamario. La expresión perinatal de wnt4 es biológicamente relevante e independiente de las señales ER y PR epiteliales. En el epitelio mamario de las hembras adultas, el wnt4 es transcripto exclusivamente en células PR+. Entonces, el wnt4, como el RANKL,  es un factor paracrino sintetizado en células PR+, pero como ocurre con el KANKL, no todas las células PR+ expresan wnt4.

El Wnt4 emerge como activador central de las stem cells del epitelio mamario. Por una parte, puede actuar directamente sobre stem cells bipotentes o localizadas en la capa basal. En este caso, el Wnt4  es ayudado por la proteína de membrana R-spondin 1, la cual aumenta la señal canónica del Wnt4.  Por otra parte, el Wnt4 puede actuar directamente, posiblemente vía señal no canónica, y/o indirectamente,  vía señales paracrinas, sobre las stem cells luminales. Un potencial mediador paracrino es la hormona de crecimiento, la cual puede ser sintetizada en el epitelio mamario y ha sido implicada en la activación de stem cells inducida por progesterona en la mama humana.

Dos líneas de investigación sugieren que algunos de los hallazgos reportados en modelos de roedores son de relevancia para humanos. Primero, un modelo ex vivo de mama humana  que consiste en microestructuras aisladas  de muestras de mamoplastía que mantiene la respuesta a hormonas  demuestra que la progesterona dispara la proliferación celular en tejido mamario humano adulto y que induce la expresión de RANKL y Wnt4. Segundo, el análisis global  de la expresión de genes en el epitelio mamario de 20 mujeres premenopáusicas, no afectadas por cáncer de mama. Este estudio reveló 255 genes  que son expresados diferencialmente  en las fases   del ciclo menstrual,  de los cuales 221 incrementan en la fase luteal. Este estudio identificó tres factores paracrinos: RANKL, Wnt4 y epiregulina.  Estos hallazgos sugieren que la señal PR y sus efectores activan procesos biológicos como la proliferación celular y la activación de stem cells, efectos promotores de tumor. Los mismos mecanismos pueden ser activados cuando se administran progestinas exógenas en el contexto de HRT y anticonceptivos orales. Sin embargo, la señal PR en si misma es dependiente de contexto y no toda señal PR es promotora de tumor. Los embarazos tienen un efecto protector tempranamente en la vida con una reducción de 50%  en el riesgo de cáncer de mama antes de los 20 años. El embarazo cursa con niveles circulantes muy altos  de progesterona alcanzando valores  de 180 ng/ml en el tercer trimestre, comparado con los valores del ciclo menstrual: 8-33 ng/ml en la fase luteal y 0,1-0,8 ng/ml en la fase folicular. Entonces, los efectos biológicos de la progesterona pueden depender de la dosis, la duración del estímulo, la presencia concomitante de altos niveles de 17β- estradiol y otras hormonas, así como la edad de la mujer.

Una tercera hormona ovárica, testosterona, también fluctúa durante el ciclo menstrual con un pico modesto 3 días antes del pico de la LH. La testosterona es la única hormona  cuyos niveles sanguíneos  se correlacionan con el riesgo de cáncer de mama en mujeres con ciclos menstruales regulares. Si la actividad cíclica de esta hormona contribuye al riesgo  asociado con los ciclos menstruales aún no ha  sido explorado. El rol de este andrógeno  en la tumorogénesis es complejo y depende del estatus ER del tumor. Hay otras hormonas que tienen distintas funciones en la mama. En este contexto, se han identificado 7 subtipos de células con receptores hormonales, todas ellas son luminales en la mama humana: ER+, receptor de andrógeno (AR) +, receptor de vitamina D (VDR)+, ER+AR+, ER+VDR+, AR+VDR+ y ER+AR+VDR+. Se han examinado los  receptores de otras hormonas, incluyendo hormonas tiroideas, hormona paratiroidea, oxitocina y somatostatina, pero no muestran patrones de expresión bimodales.

Sobre la base de los hallazgos en humanos y roedores se ha propuesto un modelo de efectos del ciclo menstrual sobre el cáncer de mama, en el cual la activación repetida de la señal PR durante la fase luteal puede ser promotora de tumor. Algunos de los efectos de la progesterona son intrínsecos de la célula, pero muchas respuestas biológicas  dependen de señales paracrinas que pueden ser homotípicas, es decir sobre células luminales vecinas, o heterotípicas sobre las células mioepiteliales y, posiblemente, las  células estromales. La inhibición farmacológica o genética de RANKL retarda la tumorogénesis, aunque esta inhibición   no es efectiva una vez que el tumor está totalmente establecido, lo que sugiere que el eje PR/RANKL es específicamente importante tempranamente en la patogenia de los carcinomas mamarios. La ruta de  señalización  Wnt también puede promover la tumorogénesis.  En ratones, el wnt1, un compuesto bastante similar al wnt4, ha sido identificado como oncogene. La expresión ectópica  de Wnt1 en el epitelio mamario resulta en hiperplasia  y finalmente en tumor. El Wnt1 induce mataloproteasas  de matriz para inactivar ligandos que transactivan  al receptor de crecimiento epidermal.

Hay actualmente consenso que factores disruptores endocrinos están implicados en  la carcinogénesis mamaria. Sin embargo, determinar el rol  de estos compuestos en el cáncer de mama es una tarea todavía incompleta. El cáncer de mama es multifactorial  y es imposible atribuir  casos específicos a la exposición a esta clase de compuestos.  No obstante, ha recibido mucha atención el efecto de la exposición a bisfenol A (BPA), el cual es detectado en más del 90% de la población. Se asume que la exposición perinatal a BPA es critica durante  el desarrollo in útero más que  durante el período postnatal. En este sentido, la exposición perinatal  a disruptores endocrinos  que imitan a los estrógenos, como el BPA, pueden incrementar el riesgo de cáncer de mama porque  incrementan la sensibilidad  del epitelio mamario a la progesterona  y por consiguiente  amplifican su respuesta biológica en cada ciclo menstrual. Un potencial mecanismo que subyace al incremento  de la sensibilidad a la progesterona  es un aumento en el número  de células PR+, lo cual  se refleja en una mayor inducción de RANKL y Wnt4 en respuesta  a la estimulación con progesterona.

En conclusión, la exposición a hormonas reproductivas, como ocurre en los ciclos menstruales, afecta el riesgo de cáncer de mama y promueve el progreso de la enfermedad. Los estudios en humanos y roedores han revelado que los estrógenos, la prolactina y la progesterona intervienen en distintos estadios del desarrollo de la mama. Los esteroides ováricos  fluctúan durante el ciclo menstrual y actúan sobre un grupo de células epiteliales de la mama que transmiten y amplifican señales sistémicas en estímulos paracrinos. La progesterona actúa como un regulador mayor de la proliferación celular y la activación  de stem cells en la mama adulta. El RANKL y el Wnt4 sirven como mediadores paracrinos de la proliferación celular y la activación de stem cell mediadas por la progesterona, respectivamente. Otros factores como ciclina D1, epiregulina y calcitonina han sido implicados en la respuesta biológica a la progesterona. La exposición perinatal a los disruptores endocrinos, particularmente al bisfenol A, incrementa la sensibilidad a la progesterona y por lo tanto aumenta  la incidencia de cáncer de mama.


Fuente: Brisken C et al (2015). Progesterone and overlooked endocrine pathways in breast cancer pathogenesis. Endocrinology 156: 3442-3450.

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