Rakovina prsu: Sulforafan potlačuje metastázy trojitě-negativních buněk rakoviny prsu zacílením na dráhu RAF/MEK/ERK

Metastázy rakoviny prsu jsou hlavní příčinou úmrtí na rakovinu u žen, zatím žádná účinná léčba nepotlačila metastázy rakoviny prsu. Sulforaphane (SFN), přírodní sloučenina získaná z brokolice, prokázala potenciální zdravotní přínosy u mnoha druhů rakoviny.

Abstrakt

Výzkum metastáz rakoviny prsu je však stále nedostatečný. Zde jsme ukázali, že SFN, včetně jeho dvou izomerů R-SFN a S-SFN, významně inhiboval TGF-pi-indukovanou migraci a invazi do buněk rakoviny prsu. Proteomická a fosfoproteomická analýza ukázala, že SFN ovlivňuje tvorbu cytoskeletu. Následné experimenty potvrdily, že SFN významně inhiboval tvorbu aktinového stresového vlákna indukovanou TGF-p1 a expresi proteinů spojených s tvorbou aktinového stresového vlákna, včetně paxilinu, IQGAP1, FAK, PAK2 a ROCK. Kromě toho se SFN přímo váže na proteiny rodiny RAF (včetně ARAF, BRAF a CRAF) a inhibuje fosforylaci MEK a ERK. Tyto výsledky in vitro naznačují, že SFN se zaměřuje na signální dráhu RAF/MEK/ERK na inhibici tvorby aktinových stresových vláken, čímž inhibuje metastázy buněk rakoviny prsu.

Úvod

Metastázy rakoviny prsu jsou hlavní příčinou úmrtí na rakovinu u žen, zejména triple-negativní rakovina prsu (TNBC) je agresivnější a má horší prognózu než jiné typy rakoviny prsu. Dosud žádná účinná léčba nezabránila metastázování rakoviny prsu. Vzhledem k vysoké míře metastáz, úmrtnost mladých žen (

Aktinová stresová vlákna jsou cytoskeletální struktura vyššího řádu složená ze zesíťovaných svazků aktinových filamentů, které hrají zásadní roli při migraci a invazi buněk. Organizace aktinových stresových vláken podporuje tuhnutí buněk a proliferaci buněk preinvazivního karcinomu prsu. Četné studie prokázaly, že signální dráha RhoA a Rho-kinázy (ROCK) se podílí na tvorbě aktinových stresových vláken. Aktinová stresová vlákna se spojují s fokálními adhezemi a proteiny spojenými s fokální adhezí, jako je paxillin fokální adhezní kináza (FAK) a protein podobný Ras GTPáze (IQGAP1), které jsou klíčovými regulátory dynamika aktinového cytoskeletu.

RAF je serin/treonin-proteinkináza, která může přímo fosforylovat nebo podporovat proteinovou fosforylaci aktivací downstream signální dráhy mitogenem aktivované proteinkinázy (MEK)/extracelulárního signálu regulované kinázy (ERK). Kaskáda RAF/MEK/ERK se podílí na regulaci vývoje a metastáz několika typů rakoviny, včetně rakoviny plic, rakoviny jater a rakoviny prsu. Mezi členy rodiny RAF patří ARAF, BRAF a CRAF. Nedávné studie odhalily, že mechanismus závislý na dimerizaci řídí katalytickou aktivaci ARAF a dimerizace ARAF podporuje aktivaci dráhy MAPK a migraci buněk.

Ukázalo se, že sulforafan (SFN), přírodní sloučenina získaná z brokolice/brokolicových klíčků, vykazuje chemoprotektivní účinky na různé druhy rakoviny, včetně rakoviny prostaty, plic a tlustého střeva. Bylo hlášeno několik mechanismů působení zapojených do protirakovinných vlastností SFN, včetně indukce apoptózy, zastavení buněčného cyklu a inhibice angiogeneze a metastáz. Přestože SFN prokázala potenciální zdravotní přínosy při mnoha rakovinách, existuje jen málo studií o zapojení SFN do metastáz rakoviny prsu. Zda SFN může inhibovat metastázy rakoviny prsu a její mechanismus jsou stále nejasné.

V této studii jsme se zaměřili na zkoumání, zda má SFN inhibiční účinek na migraci a invazi buněk rakoviny prsu. Ukázali jsme, že SFN a jeho dva izomery (R-SFN a S-SFN) inhibovaly migraci a invazi v lidských TNBC buňkách indukovanou transformujícím růstovým faktorem-pi (TGF-pi). Dále byl zkoumán mechanismus, kterým SFN potlačuje migraci a invazi.

Výsledek

Účinek SFN na životaschopnost buněk MDA-MB-231 a MDA-MB-157

Mnohé studie prokázaly, že TGF-pi indukoval migraci a invazi buněk rakoviny prsu. Přesný mechanismus, který je základem migrace a invaze indukované TGF-p1 při rakovině prsu, však nebyl zcela objasněn. Abychom určili účinek SFN na migraci a invazi buněk rakoviny prsu indukovanou TGF-β1, nejprve jsme změřili životaschopnost buněk po ošetření SFN (chemická struktura SFN je znázorněna na obr. 1a) pomocí CCK-8 test. Předchozí zpráva ukázala, že hodnota IC50 SFN se velmi liší v buněčných liniích rakoviny prsu. Proto jsme buňky ošetřili různými koncentracemi SFN od 0,5 do 240 μM během 24 h a poté se měřila životaschopnost buněk. Jak je znázorněno na obr. lb, v buňkách MDA-MB-231 nemá SFN žádný významný vliv na životaschopnost buněk, když je koncentrace nižší než 30 µM.

Avšak při koncentracích 60, 120 a 240 µM SFN byla pozorována významná toxicita SFN. V buňkách MDA-MB-157 nevykazoval SFN žádný významný vliv na životaschopnost buněk, když byla koncentrace nižší než 7,5 µM (obr. 1c). Je dobře známo, že když sloučenina vyvolává toxickou reakci na buňky, znamená to, že sloučenina může aktivovat mnoho intracelulárních signálních drah. Vyhnout se toxicitě pro buňky je rozhodující pro selektivní zkoumání antimigračních účinků a mechanismu (mechanismů) SFN. Proto jsme pro studium účinku SFN na migraci a invazi u dvou lidských buněk použili koncentraci 7,5, 15 a 30 µM pro buňky MDA-MB-231 a 1,9, 3,8 a 7,5 µM pro buňky MDA-MB- 157. TNBC buněčné linie MDA-MB-231 a MDA-MB-157.

Zdroj:

https://www.nature.com/articles/s41523-022-00402-4 

29.09.2023