Papel da fucana sulfatada FucSulf I na interação entre células tumorais e o endotélio in vitro

• Main Author: Viviane Wallerstein Mignone Dantas
• Other Authors: Verônica Maria Morandi da Silva
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade do Estado do Rio de Janeiro 2012
• Subjects: Metástase; Heparina; Células tumorais; Fucana; Endotélio; Tumor cells; Fucan; Endothelium; Metastasis; MORFOLOGIA
• Online Access: http://www.bdtd.uerj.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=5993

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico === Para formar metástases, as células tumorais devem se desprender do tumor primário e migrar através do endotélio num processo denominado intravasamento. Uma vez na circulação, elas devem aderir ao endotélio do tecido alvo e extravasar para o novo sítio de colonização, onde irão proliferar. A interação das células tumorais com o endotélio é mediada por selectinas, seguida pela interação com integrinas. As células tumorais apresentam um padrão anormal de glicosilação, expressando ligantes de selectinas, formados por polissacarídeos fucosilados, como sialyl Lewis a/x. Durante o processo metastático, células tumorais secretam diversos fatores de crescimento. Além de modular diferentes tipos celulares que constituem o microambiente tumoral, estes fatores de crescimento também atuam nas células tumorais de forma autócrina, ativando vias de sinalização envolvidas na proliferação e migração celular. Polissacarídeos sulfatados como a heparina, podem atuar como inibidores de P e L-selectinas, além de se ligar a fatores de crescimento, impedindo a ativação de seus receptores. Neste trabalho, avaliamos o papel de fucanas sulfatadas extraídas de diferentes espécies de invertebrados marinhos (L. variegatus, S. franciscanus, S. pallidus, A. lixula e S. droebachiensis) na modulação da interação entre células tumorais com o endotélio in vitro e comparamos seu efeito com o da heparina. Também avaliamos o papel destas moléculas na proliferação de células tumorais. Para isso, utilizamos duas linhagens tumorais de próstata (DU-145 e PC-3) e culturas primárias de células endoteliais de veia umbilical humana (HUVECs). Ao avaliar o efeito das fucanas na adesão das células tumorais às HUVECs, observamos que todas as fucanas testadas inibiram a adesão da linhagem DU-145 à monocamada endotelial, enquanto apenas a fucana extraída da espécie L. variegatus (FucSulf I) e da espécie S. franciscanus inibiram a adesão da linhagem PC-3. A FucSulf I foi uma das fucanas que apresentou maior potencial inibitório nas duas linhagens e foi a única que inibiu a adesão da linhagem DU-145 à matriz subendotelial, não interferindo na adesão da linhagem PC-3. A FucSulf I mostrou-se capaz de diminuir também a migração transendotelial das linhagens tumorais DU-145 e PC-3. A heparina mostrou efeito significativo apenas nos ensaios de transmigração, inibindo este evento de forma similar a FucSuf I. Sabe-se que o VEGF aumenta a permeabilidade endotelial, facilitando a passagem de células tumorais através do vaso. Observamos que as duas linhagens secretam VEGF e que a FucSulf I se liga a este fator. Estes dados sugerem que a interação da FucSuf I com o VEGF pode impedir a ação deste fator nas células endoteliais, diminuindo a migração transendotelial das células tumorais testadas. Também verificamos que a FucSulf I inibiu a proliferação das linhagens celulares na ausência de fatores exógenos ou na presença de soro fetal bovino ou VEGF. Por fim, avaliamos que a FucSulf I interfere na ativação de proteínas específicas de vias de sinalização disparadas por fatores de crescimento. A FucSulf I inibe a ativação da AKT na linhagem PC-3, enquanto nas células DU-145 observamos uma inibição da ativação da ERK. Esses dados indicam que a FucSulf I modula diversas etapas da progressão tumoral e pode ser um potencial candidato para o uso em terapias antitumorais === To form metastasis, tumor cells must detach from primary tumor and migrate through the endothelial cell monolayer in direction of the bloodstream (intravasation). Once in the circulation, tumor cells must be able to adhere and migrate across the endothelium (extravasation) towards the target organ, where they will proliferate. Interaction between endothelial and tumor cells is mediated by selectins, followed by the interaction with integrins. Cancer cells frequently exhibit abnormal glycosylation patterns, resulting in the expression of selectins ligands formed by fucosylated polysaccharides, such as sialyl Lewis a/x. During metastatic process, tumor cells secrete several growth factors which can modulate different cell types that are present in the tumor microenvironment. These growth factors can also mediate autocrine signaling and activate signaling pathways involved in tumor cell proliferation and migration. Sulfated polysaccharides, as heparin, may act as P and E-selectin inhibitors as they may also bind to growth factors and interfere in their receptor activation. In this present work, we evaluated the role of sulfated fucans extracted from different marine invertebrates species (L. variegates, S. franciscanus, S. pallidus, A. lixula e S. droebachiensis) in the modulation of the interaction between tumor and endothelial cells in vitro and compared their effect with heparin. We also investigated the role of these molecules in the proliferation of tumor cells. For that, we used two prostate tumor cell lines (DU-145 and PC-3) and a primary culture of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). We first evaluated the effect of the fucans in the tumor cell adhesion to HUVECs. All fucans tested were able to inhibit the interaction between DU-145 and the endothelial cells, while only fucans extracted from L. variegates (FucSulf I) and S. franciscanus were able to inhibit the adhesion of PC-3. FucSulf I showed one of the most striking inhibitory effects in both cell lines and was the only one that inhibited adhesion of DU-145 to subendothelial matrix. It didnt interfere with the adhesion of PC-3 to subendothelial matrix. FucSulf I was also able to decrease transendothelial migration of DU-145 and PC-3. Heparin had significant effect only in the transmigration assays, showing a similar inhibitory potencial in comparison with FucSulf I. VEGF increases endothelial permeability, thus facilitating the migration of tumor cells through the endothelial barrier. We observed that both tumor cell lines secrete VEGF and FucSulf I binds to this factor. These data suggest that the interaction between FucSulf I and VEGF may interfere in endothelial cells response to VEGF, and decrease transendothelial migration of tumor cells. We also showed that FucSulf I inhibits tumor cell proliferation in the absence of exogenous growth factors or in the presence of fetal bovine serum or VEGF. At least, we showed that FucSulf I interfered in the activation of specific proteins involved in signaling pathways triggered by growth factors. FucSulf I inhibited the activation of AKT in PC-3 tumor cell line, while inhibited the activation of ERK in DU-145 tumor cell line. These results indicate that FucSulf I modulates several steps of tumor progression and may be a potential candidate for use in antitumor therapies