Histamine participation in the biology of Leydig cell tumors : study of its role on cell proliferation, its possible pro-angiogenic capacity and the inhibition of its synthesis as a potential therapeutic strategy

Autor: Abiuso, Adriana María Belén
Přispěvatelé: Mondillo, Carolina
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
instacron:UBA-FCEN
Popis: Los tumores de células de Leydig (TCL) son tumores endócrinos que se originan principalmente en el intersticio testicular, y en menor proporción en ovario, glándula adrenal y cordón espermático. Según reportes recientes asociados a una mejora en las técnicas de diagnóstico, la incidencia de los TCL testiculares se halla en aumento. Estos tumores se asocian a un 48% de infertilidad masculina, y si bien suelen ser benignos, cuando malignizan no responden a las terapias disponibles actualmente, dando como resultado una sobrevida promedio de solamente dos años. Más aun, múltiples trabajos reportan la reaparición de TCL hasta diez años después de su remoción, sugiriendo así la presencia de células remanentes en otros órganos al momento del tratamiento. Los TCL se caracterizan por una sobreproducción de esteroides, cuyo resultado es la pseudo-pubertad precoz en niños y la disfunción eréctil o ginecomastia, en adultos. En conjunto, lo expuesto evidencia la necesidad de establecer nuevos enfoques terapéuticos. La histamina (HA), amina biogénica sintetizada únicamente por la enzima histidina decarboxilasa (HDC), ha sido descripta en múltiples patologías como factor de crecimiento autócrino, además de su conocido rol como neurotransmisor y modulador de la inflamación. A su vez, ha sido relacionada con el síndrome carcinoide, en donde en forma secundaria a la patología de origen, como ser los tumores secretores de HA, el paciente experimenta diarrea, hipotensión, taquicardia, vasoconstricción, disnea, fibrosis retroperitoneal e incluso falla cardíaca. En nuestro laboratorio hemos descripto la sobreexpresión de HDC en células de Leydig (CL) tumorales MA-10, las cuales también presentan un aumento significativo en la actividad de la enzima en comparación con las CL normales. A su ez, observamos que en dichas células la HA es capaz de estimular la proliferación celular, y que ejerce un efecto modulador sobre la esteroidogénesis. En base a las consideraciones descriptas, el objetivo de este trabajo fue investigar el papel de la HA en la progresión de los TCL, su efecto sobre la neoangiogénesis tumoral, y la inhibición de HDC como potencial estrategia terapéutica, tanto para disminuir el tamaño tumoral como para evitar las complicaciones asociadas al tumor y a los tratamientos actuales. En este sentido, la orquiectomía radical y/o la quimioterapia utilizadas de rutina en la clínica conllevan efectos secundarios físicos y psicológicos, que afectan la calidad de vida de los pacientes. En primer término, realizamos ensayos in vitro en dos líneas celulares de TCL con diferente fenotipo (las CL de ratón MA-10, que secretan como esteroide mayoritario progesterona ante la estimulación con LH, y las CL de rata R2C, que secretan estradiol de forma constitutiva), y observamos que la HA incrementó la proliferación celular, la neoangiogénesis y la síntesis de esteroides. Además, las CL R2C presentaron elevada expresión de HDC, al igual que habíamos reportado previamente para las CL MA-10. En concordancia con estos resultados, observamos intensa marcación positiva para HDC en cortes de testículo de pacientes portadores de TCL, no así en controles normales de la misma edad. A su vez, la inhibición de HDC utilizando dos inhibidores, α-MHD y EGCG (sintético y natural, respectivamente) resultó en una disminución de la proliferación celular y la síntesis de esteroides, así como también disminuyó la producción de factores pro-angiogénicos por parte de las CL tumorales. Para los estudios in vivo se establecieron dos modelos de TCL murinos a partir de las líneas de CL tumorales citadas. En ambos modelos se evaluó el efecto de α-MHD y EGCG, solos o en combinación con Carboplatino (CP). En el caso de los TCL generados a partir de las CL MA-10, α-MHD fue capaz de disminuir el tamaño tumoral, solo y en combinación con CP, a diferencia de EGCG que no mostró efecto sobre el crecimiento del tumor en los tiempos y esquema de dosis estudiados. Por su parte, el crecimiento de los TCL generados a partir de las CL R2C sólo disminuyó post tratamiento con α-MHD o EGCG en combinación con CP; los inhibidores administrados solos no tuvieron efecto. Puntualmente la combinación de EGCG con CP fue la más eficaz, dado que el crecimiento de los tumores se detuvo a tiempos tempranos. A pesar de no observarse efecto de ninguno de los inhibidores solos sobre el crecimiento tumoral en los tiempos evaluados, se registró una disminución en los niveles de esteroides plasmáticos, demostrando así su capacidad de contrarrestar el desbalance hormonal asociado la presencia de un tumor endócrino. En conjunto, los resultados de estos ensayos dan cuenta de la necesidad de establecer a futuro a qué fenotipo pertenecen los pacientes con TCL, a fin de definir el inhibidor de HDC que será más efectivo. Con base en los hallazgos que aquí se describen, el presente trabajo demuestra por primera vez el rol de la HA en el crecimiento de los TCL, y sienta las bases para el desarrollo de una estrategia terapéutica novedosa, menos agresiva que las utilizadas actualmente, que apunte a la inhibición de HDC. Las publicaciones relacionadas con el efecto protector del EGCG sobre las gametas masculinas en pacientes sometidos a tratamientos oncológicos subrayan la importancia del presente trabajo, y validan el uso de EGCG en combinación con las terapias de rutina. Leydig cell tumors (LCT) are endocrine tumors that originate primarily in the testicular interstitium, and to a lesser extent in the ovary, adrenal gland and spermatic cord. According to recent reports associated with an improvement in diagnostic techniques, the incidence of testicular LCT is increasing. These tumors are associated with 48% male infertility, and although they tend to be benign, when they become malignant they do not respond to currently available therapies, resulting in an average survival of only two years. Moreover, multiple studies have reported the reappearance of LCT up to ten years after its removal, suggesting the presence of remaining cells in other organs at the time of treatment. LCTs are characterized by an overproduction of steroids, the result of which is early pseudo-puberty in children and erectile dysfunction or gynecomastia in adults. All in all, the evidence above demonstrates the need to establish new therapeutic approaches. Histamine (HA), a biogenic amine synthesized solely by histidine decarboxylase (HDC) enzyme, has been described in multiple pathologies as an autocrine growth factor, in addition to its well-known role as a neurotransmitter and modulator of inflammation. Also, HA has been related to the carcinoid syndrome, a paraneoplastic syndrome which causes the patient to experience diarrhea, hypotension, tachycardia, vasoconstriction, dyspnea, retroperitoneal fibrosis and even heart failure. In our laboratory we have described the overexpression of HDC in MA-10 tumor Leydig (LC) cells, which also have significantly increased enzyme activity compared to normal LC. Also, we observed that in these cells HA is capable of stimulating cell proliferation, and that it can modulate steroidogenesis. Based on the above, the objective of this thesis was to investigate the role of HA in the progression of LCT, its effect on tumor neo-angiogenesis, and the inhibition of HDC as a potential therapeutic strategy not only to reduce tumor growth but also to minimize complications related to the tumor itself and to current treatments. In this sense, radical orchiectomy and / or chemotherapy routinely used in the clinic have physical and psychological side effects that affect the life quality of the patients. Firstly, we performed in vitro assays in two LCT cell lines with different phenotype (MA-10 mouse LCs, which secrete progesterone upon stimulation with LH as a major steroid, and R2C rat LCs, which secrete estradiol in a constitutive manner), and we observed that HA increased cell proliferation, neo-angiogenesis and steroid synthesis. In addition, R2C LCs showed high HDC expression, as we had previously reported for MA-10 LCs. In accordance with these results, we observed intense positive HDC staining in testis sections of patients with LCT, but not in normal controls of the same age. Additionally, inhibition of HDC using two inhibitors, α-MHD and EGCG (synthetic and natural, respectively) resulted in a decrease in cell proliferation and steroid synthesis, as well as in a decreased production of pro-angiogenic factors by tumor LC. For in vivo studies, two murine LCT models were established based on the aforementioned tumor LC lines. In both models we evaluated the effect of α-MHD and EGCG, as single agents or in combination with Carboplatin (CP). In the case of the LCT generated from MA-10 LCs, α-MHD was able to decrease the tumor size, alone and in combination with CP, unlike EGCG which showed no effect on tumor growth over the time and dosing scheme studied. On the other hand, the growth of the LCT generated from R2C Lcs only decreased after treatment with α-MHD or EGCG in combination with CP; the inhibitors administered alone had no effect. Particularly, the combination of EGCG with CP was the most effective, since the growth of the tumors stopped at early stages. In spite of not observing an effect of any of the inhibitors alone on tumor growth in the evaluated times, we did see a decrease in plasma steroid levels, thus demonstrating their ability to counteract the hormonal imbalance associated with the presence of an endocrine tumor. Together, the results of these work evidence the need to establish the phenotype to which patients baring LCT belong, in order to define which HDC inhibitor would be most effective. Based on the findings described herein, this work demonstrates for the first time the role of HA in the growth of TCL, and sets the basis for the development of a novel therapeutic strategy, less aggressive than the ones currently used, directed to HDC inhibition. Recent publications related to the protective effect of EGCG on male gametes in patients undergoing cancer treatments underline the importance of this work, and validate the use of EGCG in combination with current therapies. Fil: Abiuso, Adriana María Belén. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Databáze: OpenAIRE
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