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Ver el documento (formato PDF)   Daroqui, María Cecilia.  "Caracterización del sistema TGF-ß/TßRs en carcinomas de mama y pulmón murinos. Rol en la progresión tumoral"  (2004)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
En este trabajo analizamos el rol de TGF-β en la progresión tumoral, empleando dos modelos de adenocarcinoma murino, de mama y de pulmón. Nuestro modelo de tumor de mama está constituido por los tumores parentales M3 y MM3, poco y altamente metastásicos, respectivamente, y por las lineas celulares derivadas LM3 y LMM3, altamente invasivas y metastásicas. Todas las células de nuestro modelo expresan el sistema completo TGF-β y sus receptores específicos TβRs, y éste es funcional. Además, mediante estudios in vitro determinamos que TGF-β activa la vía de transducción de señales Smads y otras vias, como p38Mapk y MEK/ERK, en las células de carcinoma de mama de nuestro modelo. En cuanto a su acción biológica, TGF-β tiene un efecto antiproliferativo sobre los cultivos primarios de M3 y MM3, mientras que las líneas son resistentes a dicho efecto. Por otra parte, TGF-β induce la actividad de MMP-9 en todas las células de nuestro modelo. Determinamos por primera vez que las vías de señalización p38Mapk y MEK/ERK bloquean la inducción de MMP-9 por TGF-β y que los receptores de señalización TβRI y TβRII son esenciales en esta respuesta. Además, estudiamos el rol de TGF-β sobre la expresión y/o actividad de distintos componentes del sistema de activación del plasminógeno, incluyendo activadores como el uPA y el uPA unido a membrana, e inhibidores como PAI-1. Detectamos que TGF-β inhibe el balance neto de este sistema en las células poco metastásicas, mientras que lo estimula en las células de fenotipo más agresivo. Por otro lado, analizamos la función de TGF-β en la reorganización del citoesqueleto de acfina y determinamos que TGF-β no modula las tropomiosinas ni la proteina HSP27, moléculas relacionadas con actina. Sin embargo, demostramos por primera vez que la actividad del complejo Arp2/3, fundamental en la polimerización de actina, aumenta en respuesta a TGF-β,si bien su consecuencia biológica debe aún esclarecerse mediante otros estudios. Además, TGF-β induce una leve remodelación de la actina cortical en nuestro modelo, sin producir cambios fenotípicos como la formación de fibras de stress y la transición epitelio-mesenquimática como ocurre en sistemas epiteliales no-tumorigénicos. Asimismo, determinamos que la via de señaligación MEK/ERK bloquea la formación de fibras de stress en las células tumorales en estudio y que además está involucrada en la inducción de la migración celular por TGF-β, junto con la vía p38Mapk. Por otra parte, TGF-β estimula la capacidad invasiva in vitro de todas las células de nuestro modelo de tumor de mama. Observamos que la presencia de TβRI y TβRII funcionales, así como las vías de señalización p38Mapk y MEK/ERK, son esenciales en este proceso. Estos datos son muy novedosos, ya que no ha sido descripto previamente un mecanismo de acción de TGF-β en la invasión celular. Mediante estudios in vivo determinamos que TGF-β no modula la capacidad angiogénica en nuestro modelo. Por otro lado, empleando células LM3 transfectadas con formas dominantes negativas de los receptores de señalización de TGF-β, encontramos que la tasa de crecimiento tumoral y la capacidad metastásica de las células de adenocarcinoma mamario en estudio dependen de un sistema funcional TGF-β/TβRs. Por otro lado, estudiamos el sistema TGF-β/TβRs en la línea de adenocarcinoma de pulmón LP07, altamente metastásica. Encontramos que estas células han perdido la capacidad de expresar la proteina TGF-β, respecto del tumor P07 que le dio origen. Además, determinamos que las células LP07 expresan los receptores de señalización TβRI y TβRII. Por medio de estudios in vitro detectamos que si bien las células LP07 no producen TGF-β, la via de Smads y otras vías de transducción de señales pueden ser activadas por TGF-β, por lo que son capaces de responder a la citoquina. Así, TGF-β es un potente inhibidor del crecimiento de LP07. Además, TGF-β inhibe marcadamente la actividad de las proteasas uPA y MMP-2 en las células LPO7 y controla su motilidad in vitro. Y también es capaz de inhibir la angiogénesis in vivo de LP07. De este modo, nuestros resultados indican que TGF-β podría funcionar como un supresor tumoral en nuestro modelo de adenocarcinoma de pulmón, y que la pérdida de funcionalidad del sistema TGF-β/TβRs podria contribuir a la progresión tumoral en estas células.

Abstract:
In the present work we have studied the role of TGF-β in tumor progression, by using a mammary and a lung murine adenocarcinoma experimental models. The mammary tumor model is composed by two closer related tumors, the poorly metastatic M3 and the highly metastatic MM3 ones, as well as the derived highly invasive and metastatic cell lines, LM3 and LMM3. We determined that all these cell types express both TGF-β and its receptors (TβRs), so they present the complete TGF-β/TβRs system. By in vitro studies we found that TGF-β induces the activation of different signaling pathways in our model, including Smads, p38Mapk and MEK/ERK. Besides, TGF-β exerts an antiproliferative action on M3 and MM3 primary cultures while the derived cell lines are resistant to this effect. On the other hand, TGF-β estimulates MMP-9 activity in all the cell types of our tumor model. We show here for the first time that p38Mapk y MEK/ERK pathways block MMP-9 by TGF-β, as well as that the TGF-β signaling receptors, TβRI and TβRII, are key components of this response. We also studied the role of TGF-β on the expression and/or activity of distinct components of the plasminogen activation system, including activators like uPA and membrane-bound uPA and inhibitors like PAI-1. We found that TGF-β inhibits the net balance between activators and inhibitors in the poorly metastatic cells, enhancing it in those cells with the more aggressive phenotype. On the other hand, we studied TGF-β action on actin cytoskeleton reorganization and we determined that TGF-β is not able to modulate the actin-related molecules tropomyosins and HSP27. However, we show here for the first time that TGF-β enhances Arp2/3 complex activity, although its biological significance remains to be fully determined. Besides, we found that TGF-β induces only a slight remodelling on the cortical actin in our tumor model, without affecting the cellular phenotype like the formation of stress fibers and the epithelial-to-mesenchymal transition showed by some normal epithelial cells. We also demonstrate that the MEK/ERK pathway blocks stress fiber formation in the tumor cells studied here, and that this pathway is also implicated in TGF-β-mediated cell migration, together with the p38Mapk pathway. Besides, we found that TGF-β induces the in vitro invasive ability of all the cell types studied here, and that this effect requires TβRI and TβRII activity as well as p38Mapk and MEK/ERK pathways. This is the first time that a signaling pathway is implicated in TGF-β-induced cellular invasion. By in vivo studies we showed that TGF-β is not able to modulate the angiogenic ability of the mammary tumor cells studied here. Finally, by using LM3 cells stably transfected with dominant negative forms of TGF-β signaling receptors, we determined that the tumor growth rate as well as the ability to form metastases depend on a functional TGF-β/TβRs system. On the other hand, we studied the role of the TGF-β/TβRs system in the highly metastatic lung tumor LP07 cell line. We found that LP07 cells do express TβRs but they have lost the ability to express TGF-β at the protein level showed by P07 parental cells. Using in vitro studies we detected that despite LP07 cells do not produce TGF-β, Smads and other signaling pathways can be activated by TGF-β, so these cells are able to respond to the cytokine. Besides, TGF-β markedly inhibits the activity of proteases like uPA and MMP-2 in LP07 cells as well as it reduces the in vivo angiogenic ability of these cells. So, our data suggest that TGF-β could function as a tumor suppressor in our lung tumor model, and that a disruption in the TGF-β/TβRs system regulation may thus contribute to tumor progression.

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Registro:
Título : Caracterización del sistema TGF-ß/TßRs en carcinomas de mama y pulmón murinos. Rol en la progresión tumoral    
Autor : Daroqui, María Cecilia
Director : Lauría de Cidre, Lilia
Director Asistente : Puricelli, Lydia
Año : 2004
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Instituto de Oncología "Angel H. Roffo". Area de Investigación. Departamento de Biología Celular
Grado obtenido : Doctor en Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3727_Daroqui
Idioma : Español
Area Temática : Biología / Biomedicina
Biología / Biología Molecular y Celular
Biología / Endocrinología
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