Estudios de quimioprevención en: 1) Modelo NMU de carcinogénesis de páncreas de rata. 2) Osteosarcoma inducido por NMU

El cáncer es una enfermedad común de causa de muerte en el mundo entero. Si bien el éxito en el tratamiento de casi todas las formas de esta enfermedad depende de su diagnóstico temprano seguido de resección quirúrgica, los enfoques en investigación sobre compuestos inhibitorios de la carcinogénesis podrían ser aplicados a implementar estrategias de quimioprevención poblacionales. Se sabe que el carcinoma de páncreas exocrino ocupa el cuarto lugar como causa de muerte en el hombre en los Estados Unidos. Se presupone que su incidencia es similar en nuestro país. La causa del cáncer de páncreas es desconocido en la mayoría de los casos. Los estudios epidemiológicos si bien no dan datos certeros tienden a señalar que componentes de la dieta son factores de riesgo en la génesis del cáncer de páncreas (Rogers y Longnecker, 1988). Se conoce que el cáncer de páncreas es clínicamente silencioso y sólo manifiesta síntomas tardíamente, cuando ya se ha producido la invasión y metástasis (Pour, 1991). De ahí que haya interés por desarrollar modelos multifactoriales que puedan aportar datos para comprender las causas y el mecanismo de desarrollo del cáncer en el hombre. Trabajos realizados en el laboratorio del Programa Centro de Biología Celular y Desarrollo (CEBYD-CONICET), Facultad de Ciencias Médicas, Universidad Nacional de Córdoba, Director Dr. Benito Monis, han permitido establecer que la nitrosometilurea (NMU) induce la proliferación de poblaciones celulares exocrinas del páncreas de rata con la formación de estructuras nodulares atípicas, múltiples, de crecimiento expansivo que aumenta en número y tamaño con la edad, a los que identificaron con la sigla FACH (Focal Acinar Cell Hyperplasia). Este proceso hiperplásico es primariamente del epitelio acinar, aunque se han observado con notable menor frecuencia la aparición de estructuras ductulares neoformadas y aislados focos microscópicos de células con apariencia de hepatocitos (transdiferenciación o metaplasia hepatocítica). Los nódulos son con mayor frecuencia acidófilos aunque pueden observarse focos basófilos. Estos últimos son de dimensión microscópica. Excepcionalmente se han encontrado lesiones cancerosas en páncreas en el numeroso grupo de ratas inyectadas con NMU y estudiadas luego de la muerte natural en el laboratorio, por lo cual se infiere que las lesiones proliferativas que el NMU induce en páncreas de rata no posee tendencia a la transformación maligna. Este es el concepto central en las investigaciones sobre carcinogénesis pancreática en curso en el laboratorio CEBYD y sobre el cual proponemos el presente plan de trabajo. Además, hemos aislado células de un osteosarcoma inducido en la rata por la NMU (en curso) que han sido mantenidas tanto "in vivo" como "in vitro" para su caracterización y para el estudio de agentes inhibitorios de la carcinogénesis. El propósito del presente plan de trabajo es probar posibles agentes quimioterapéuticos en ambos modelos experimentales desarrollados en nuestro laboratorio.

Efecto de los ácidos grasos poliinsaturados y sus metabolitos en la modulación de factores de transcripción sobre la carcinogénesis. Effects of Polyunsaturatd fatty acids and their metabolites on transcriptional factors modulation in carcinogenesis.

El cáncer se origina por mutaciones, competición y selección natural en células somáticas de tejidos de diferentes órganos,siendo un proceso complejo y multifactorial que ocurre en una secuencia de etapas: iniciación, promoción y progresión (1). Factores hereditarios,genéticos y epigenéticos como los lípidos dietarios, estrés oxidativo, hormonas, pesticidas y otros, influyen tanto en el desarrollo como en la inhibición de esta enfermedad (2). Datos epidemiológicos y experimentales tanto nuestros como de otros laboratorios han demostrado que el consumo de dietas ricas en ácidos grasos de la familia n-3, n-6 o n-9 cambian la fluidez, la actividad de enzimas, el nivel de proteínas y favorecen la formación de moléculas bioactivas derivadas de los lípidos como los eicosanoides y endocanabinoides que modulan el proceso carcinogénico (3-15). Estos derivados lípídicos activan vias de señalización produciendo cambios especificos en la expresión génica, un proceso fundamental durante la transformación neoplásica (1-2).También ha sido demostrado que estos cambios en la expresión génica inducidos por derivados lipídicos modulan funciones en células cancerosas como proliferación y muerte celular, migración y producción de matriz extracelular (16-17). A pesar de estos conocimientos, la identidad de los derivados lipídicos implicados en la modulación de la expresión génica durante la transformación neoplásica asi como los mecanismos utilizados por estas moléculas permanecen aun poco conocidos. HIPOTESIS: En los modelos a utilizar en el presente proyecto, la variación lipídica de las membranas que se induzca por manipulación dietaria deberán generar también variaciones en los eicosanoides . endocanabinoides y otros peróxidos que afecten factores de transcripción nucleares como el p53 y GLI incidiendo en los mecanismos responsables de la muerte y proliferación de células cancerosas. OBJETIVOS: Nos proponemos establecer el impacto de dietas enriquecidas con ácidos grasos de las familias n-3, n-6 o n-9 sobre modelos experimentales in-vivo e in-vitro. Se estudiarán los ácidos grasos de membrana plasmática, la generación de eicosanoides y endocanabinoides derivados de las vias COX y LOX Además se determinará el efecto de los peróxidos en la expresión y actividad de los factores nucleares de transcripción p53 y GLI como mecanismos responsables de la muerte y proliferación celular. MATERIALES Y MÉTODO: Se utilizará un modelo in-vivo de cáncer de mama empleando ratones C57BL6J inducidos con DMBA que se alimentarán con una dieta base semi-sintética suplemetada con diferentes PUFAs (Chia: n-3, Maíz: n-6 y Oleico: n-9 , empleada en estudios previos (8).Modelos in vitro: se utilizarán lineas celulares cancerígenas humanas de mama MCF-7 y MDA, las cuales se tratarán exógenamente con diferentes PUFAS (GLA:n-6,EPA:n-3, Oleico n-9)(9). Se determinarán ácidos grasos de membranas por Cromatografía de gas (CG)(10-11). El análisis de eicosanoides en células tumorales se realizará por HPLC (9-11). Los endocanabinoides por GC-Espectometría de Masa (18).La formación de peróxidos intracelulares se determinará por análisis de Glutation reducido (GSH)(16).La apoptosis se medirá por actividad caspasas y por Citometria de flujo usando Annexina V FICT (19).La expresión celular de Tp53 y GLI se realizará por Western Blot, PCR e inmunohistoquímica (20-21).RESULTADOS ESPERADOS: Se espera que los lípidos añadidos en las dietas de ratones inyectados con DMBA o al medio de cultivo de células tumorales de mama o páncreas modifiquen los ácidos grasos de membrana y sus derivados lipídicos los eicosanoides y endocanabionoides que suponemos afectarán la activación y expresión de factores de transcripción regulando la carcinogénesis. IMPORTANCIA: Diseñar nuevos modelos experimentales para implementar en terapias génicas y aplicar los resultados sobre factores nutricionales que pudieran actuar como inhibidores o promotores del desarrollo del cáncer en humanos.

Relación inmune, histopatológica y endocrina en procesos con compromiso autoinmune

El objetivo de este trabajo es aportar datos que permitan el avance en el conocimiento de los mecanismos reguladores y efectores de los procesos autoinmunes utilizando modelos de patologías con compromiso autoinmune. En los modelos de envejecimiento: En ratas de 12 meses inmunizadas con extractos solubles de glándulas sexuales accesorias masculinas de rata (GAM) se propone estudiar los diferentes tipos celulares que infiltran próstata y realizar tratamientos tendientes a mejorar el funcionamiento del sistema inmune. En ratones de 12 meses inmunizados con antígenos de Trypanosoma cruzi se analizarán los mecanismos supresores comprometidos en la hiporespuesta observada en estos animales. En ambos modelos se analizará la influencia del medio interno del animal envejecido a través del análisis del comportamiento migratorio de distintos antígenos y de la respuesta de activación de las células presentadoras de antígenos. En los modelos experimentales de carcinogénesis inducida se realizará la caracterizacion de las modificaciones histopatológicas inducidas durante los tratamientos correspondientes, la expresión de los antígenos del complejo mayor de histocompatibilidad, el fenotipo de las células infiltrantes, la expresión de los receptores hormonales y la ploidia celular. Se evaluará, además, la función regulatoria de los macrófagos, el nivel de activación de los mismos basales evaluando su capacidad de liberar radicales libres en condiciones basales y post-estimulación, la presencia de células supresoras naturales, así como la respuesta celular a antígenos tisulares. En el modelo de prostatitis autoinmune (PAI) se analizará la capacidad de las células macrofágicas de actuar como inductoras o efectoras de la respuesta autoinmune. Para ello se inhibirá esta población por tratamiento con sílica, que es tóxica para macrófagos. Este tratamiento se realizará pre y post inmunización con GAM y se evaluará la respuesta inmune celular específica, el efecto del tratamiento sobre la glándula prostática, así como el estado de activación de las células macrofágicas, analizando la capacidad de estas células de liberar radicales libres del oxígeno y del nitrógeno. En la infección por HIV, la evaluación secuencial de distintos aspectos funcionales de los neurotrófilos tales como expresión de receptores celulares, la capacidad fagocítica y lítica y el metabolismo oxidativo, así como el análisis de subpoblaciones linfoideas permitirá determinar defectos intrínsecos y su posterior caracterización durante la progresión de la enfermedad.

Rol de la infección bacteriana en el desarrollo y progresión del cáncer prostático. Influence of bacterial infection in the development and progression of prostatitic cancer.

En la patogénesis del cáncer, factores microambientales como la inflamación están estrechamente vinculados al desarrollo y crecimiento tumoral, sustentando la clásica hipótesis de Virchow del origen del cáncer en sitios de inflamación crónica, la cual incitaría a carcinogénesis por múltiples factores. Estudios previos en este laboratorio evidenciaron en un modelo de prostatitis bacteriana agudo con E. coli, profundos cambios estromales semejantes al "estroma reactivo", con predominio de miofibroblasto, que se genera en el cáncer. En correlación, existe abundante evidencia obtenida en modelos experimentales animales confirmando que el microambiente estromal en el cual se desarrollan los tumores epiteliales influencia profundamente la progresión tumoral. El rol protagónico del estroma del huésped en el crecimiento neoplásico, también se ha demostrado inoculando la misma línea tumoral en diferentes tejidos y analizando su comportamiento en comparación con su implantación en el sitio anatómico original del tumor (implante ortotópico); otro factor clave en la repuesta del huésped al tumor está dado por el infiltrado de células inmunes que puede favorecer o limitar el crecimiento tumoral de acuerdo al perfil de citoquinas que secreten. Teniendo en cuenta estos antecedentes, este proyecto tiene como Objetivo General estudiar la influencia de la infección bacteriana crónica en la inducción y evolución del cáncer prostático. Para ello trabajaremos in vivo con dos formas de formas de Tumores Prostáticos, un Tumor Inducido por combinación del carcinógeno N-methyl-N-nitrosourea (MNU) y testosterona; el segundo mediante Transplante Ortotópico de células tumorales prostáticas MAT-LU. En ambos modelos se inducirá previamente una prostatitis bacteriana, a fin de estudiar los efectos de la prostatitis en la inducción del tumor en el primer modelo, y en la implantación de las células tumorales en el segundo. También se inducirá prostatitis después de establecido el tumor por ambos procedimientos, a fin de determinar si la prostatitis bacteriana modula la progresión neoplásica. Finalmente, proponemos un modelo in vitro que permita estudiar la interacción tumor/estroma separado de la influencia del sistema inmune. A tal fin se utilizarán co-cultivos combinando células tumorales con estromales modificadas de diferente modo. La Inducción de Tumores Prostáticos se realizará en ratas de la cepa Wistar adultas, en las cuales se inducirán lesiones displásicas y neoplásicas siguiendo protocolos de carcinogénesis prostática por MNU, para lo cual es necesario el tratamiento previo con acetato de ciprosterona y propionato de testosterona, seguido por administración crónica de testosterona. Los estudios con Transplante Ortotópico de células tumorales se realizarán en ratas Copenhagen. La influencia de la infección bacteriana en el desarrollo tumoral será investigada inyectando E. coli intraprostáticamente: Se realizará Análisis Macroscópico, de Parámetros Morfológicos de las lesiones tumorales, grado de malignidad, extensión e invasión de las lesiones de acuerdo a consensos internacionales, y Bioquímicos mediante análisis de la expresión, por IHQ y WB, de fosfatasa ácida, citoqueratina 8, Prostatic Binding Protein, PTEN (gen supresor tumoral) y el receptor de Andrógenos, todos parámetros de actividad y de transformación celular. También se evaluará apoptosis por TUNEL y proliferación celular. Los cambios del compartimiento estromal en respuesta al implante tumoral y la influencia de la inflamación bacteriana se evaluarán mediante análisis morfológico e inmunocitoquímico, caracterizando el fenotipo de las poblaciones celulares con a-actina, vimentina, calponina y tenascina. Se espera que los resultados aporten evidencias acerca de las interacciones bidireccionales entre células neoplásicas prostáticas y su entorno estromal, que en un futuro puedan servir como base para establecr estrategias para prevenir y/o modificar el crecimiento neoplásico.