Análise do papel de mediadores inflamatórios na manutenção do estado tumoral no modelo câncer de próstata in vitro

Abstract

O câncer de próstata é a segunda neoplasia mais frequente em homens no mundo e também no Brasil. Os fatores de risco mais consolidados para o seu desenvolvimento são a idade avançada, histórico familiar e fatores ambientais. Um dos fatores ambientais mais estudados é a inflamação, que pode ser desencadeada por agentes infecciosos, hábitos alimentares, mudanças hormonais, alterações fisiológicas como refluxo de urina ou traumas físicos. Entretanto, em alguns casos, amostras histopatológicas da próstata podem apresentar infiltrado inflamatório sem motivo aparente. Neste contexto, a proposta foi avaliar o papel dos mediadores inflamatórios presentes no microambiente inflamatório tumoral e a sua relação com a dinâmica celular do câncer de próstata. Para simular o microambiente inflamatório tumoral, foi utilizado meio condicionado de células mononucleares de sangue periférico humano, estimuladas ou não com moduladores inflamatórios, nas linhagens celulares de câncer de próstata DU145 e LNCaP. Das citocinas avaliadas, foi detectada a secreção de IL-1β e IL-6. A secreção de IL-1β indica que há formação do inflamassoma e ativação de caspase1. Observou-se aumento da expressão do receptor NLRP3 nas linhagens celulares DU145 e LNCaP e também aumento ou diminuição na clivagem de PARP1 dependendo do estímulo inflamatório. Esses dados juntamente com a observação de fragmentação de DNA, indicam que pode estar ocorrendo morte celular por piroptose. O estímulo inflamatório também levou à modulação da expressão de PPAR-γ nas linhagens tumorais, no entanto essa modulação parece não estar correlacionada a nenhum dos outros eventos observados. Quanto às propriedades tumorais, observou-se após estímulos inflamatórios um aumento na população de células tronco tumorais na linhagem DU145 e aumento de células CD44+/CD24+ na linhagem LNCaP, o que indica um maior potencial metastático nessas células. Foi observado também, uma redução da taxa de proliferação celular apenas na linhagem LNCaP e não foram identificadas mudanças significativas na dinâmica do ciclo celular em ambas as linhagens estudadas. Com base nestes resultados podemos sugerir que o microambiente inflamatório exerce um papel regulatório nas linhagens tumorais de próstata DU145 e LNCaP. Esse processo parece estar relacionado à ativação do inflamassoma e consequente secreção IL-1β aumentando a população de células tronco tumorais, o que está diretamente relacionado com o agravo da doença. Desta forma nossos dados sugerem que os processos inflamatórios no câncer da próstata podem levar a eventos de impacto negativo para os portadores da doença, favorecendo fenótipos associados à metástase. Por outro lado, nossos resultados também mostram um provável horizonte a ser explorado no tratamento do câncer de próstata com o uso de agentes anti-inflamatórios adjuvantes aos tratamentos tradicionais. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Prostate cancer is the second leading cause of cancer in men worldwide and also in Brazil. The most well known risk factors for the development of this cancer are advanced age, family history and environmental factors. Inflammation is one of the most studied environmental factors and can be triggered by infections, dietary factors, hormonal changes and others environmental factors such as physical trauma or urine reflux. However, in some cases, histopathological prostate cancer samples can exhibit immune infiltrate without any apparent reason. In this context, our proposal was to evaluate the role of inflammatory mediators observed in the inflammatory tumor microenvironment and its relationship with the prostate cancer cell dynamics. To simulate the inflammatory tumor microenvironment, conditioned medium of human peripheral blood mononuclear cells stimulated or not with inflammatory modulators was used. From the cytokines evaluated, the secretion of IL-1β and IL-6 was detected. The secretion of IL-1β indicates inflammasome assemble and caspase1 activation. We observed increased expression of NLRP3 receptor in DU145 and LNCaP cells and also increase or decrease in PARP1 cleavage depending on the inflammatory stimuli. These data plus the DNA fragmentation detected, indicates that cell death may be occurring by pyroptosis. The inflammatory stimuli also led to modulation of PPAR-γ expression in the prostate cancer cell lines, however this modulation does not appears to be correlated with any of the others analyzed properties. Regarding the tumor properties, after inflammatory stimuli it was observed a population increase of cancer stem cells from DU145 and CD44+/CD24+ phenotype increase in LNCaP cells, which indicates an amplified metastatic potential in these cells. It was also observed in LNCaP, a reduction in cell proliferation rates and no significant changes were identified in the cell cycle dynamics from both cell lines studied. Based on these results we can suggest that the inflammatory microenvironment plays a regulatory role in prostate cancer cell lines. This process seems to be related to the inflammasome activation and consequent IL-1β secretion leading to increased cancer stem cells population, which is directly related to a poor prognostic for this disease. Thus our data indicated that inflammatory processes in prostate cancer might lead to adverse events with negative disease impact for patients, favoring phenotypes associated with metastasis. Furthermore, indirectly our results also suggest that the use of anti-inflammatory drugs as adjuvants to traditional treatments for prostate cancer may improve the patient’s prognostic.