Importancia de las células mesenquimales estromales CD105 (+)/CD34 (-) en la evolución del cáncer de mama
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Date
2024
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Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Abstract
Actualmente se sabe que la evolución del cáncer de mama no sólo depende de las características de las células tumorales mamarias, sino también de la composición del microambiente tumoral, el cual juega un papel fundamental en el crecimiento del tumor primario y su progresión hacia una futura metástasis. Dentro del microambiente tumoral mamario, la mayoría de las células estromales son fibroblastos, y el 80% de los mismos están activados, denominándose fibroblastos asociados al cáncer (CAFs). Los CAFs son células estromales mesenquimales fusiformes, negativas para CD34, CD31 y citoqueratina, y positivas para α-SMA, FSP, FAP, entre otros marcadores. Sin embargo, las características fenotípicas de los CAFs pueden modificarse dependiendo del subtipo de cáncer de mama. En cuanto a su función, los CAFs dentro del microambiente tumoral mamario secretan varios componentes de la matriz extracelular (MEC) (como colágeno I y ácido hialurónico), factores de crecimiento, citoquinas, proteasas y hormonas, todos ellos componentes que promueven la iniciación, crecimiento, angiogénesis, invasión y metástasis del cáncer de mama. Entre las cuatro poblaciones celulares más importantes que dan origen a los CAFs están: las células madre mesenquimales (MSCs) de médula ósea (MO), los fibroblastos del microambiente estromal mamario (principal fuente), las células tumorales (por su transición epitelio-mesenquimal – EMT) y las células endoteliales (por su transdiferenciación endotelio-mesenquimal). Las células tumorales liberan factores como el factor de crecimiento transformador β (TGF-β), factor derivado de células estromales tipo 1 (SDF-1 o CXCL-12), interleuquina (IL) -6, entre otros, que favorecen el proceso de diferenciación de las células anteriormente mencionadas, en particular las MSCs, a CAFs, y su posterior activación. Se observó que las MSCs de MO pueden migrar al tumor primario de mama en los estadios tempranos de la enfermedad y favorecer el desarrollo tumoral como constituyentes de su microambiente, ya sea como tales o diferenciadas a CAFs. En relación, el 90-95% de las MSCs de MO humana se caracterizan por presentar CD105 (endoglina), y el 50% de los CAFs expresan CD105 en el estroma tumoral de las pacientes con cáncer de mama (PCM). El antígeno CD105 es el co-receptor de TGF-β, siendo el TGF-β el modulador de la respuesta, regulando la proliferación, migración, diferenciación y apoptosis celular. Además, se sabe que CD105 juega un rol importante tanto en el mantenimiento de propiedades stemness como en el homing de las MSCs de MO hacia el tumor primario mamario a través de la señal de TGF-β. Dentro del microambiente tumoral, el TGF-β favorece la diferenciación de las MSCs a CAFs, estimula la proliferación y activación de los CAFs, así como aumenta su actividad antitumoral al inducir la liberación de MEC, entre otros factores. En estudios anteriores encontramos: 1) que las células tumorales presentes en los tumores primarios de PCM (mujeres con carcinoma ductal infiltrante, estadio I y II, libres de tratamiento) producen sustancias quimiotácticas de MSCs de MO como IL-6, SDF-1 y ligando 2 de quimioquina motivo C-C (CCL-2); y existe una asociación significativa entre la expresión de estos ligandos en las células tumorales y la expresión de sus receptores IL-6R, CXCR-4 y CCR-2, respectivamente, presentes en las células estromales intra-tumor de morfología fusiforme, fibroblast-like, no asociada a la vasculatura; 2) expresión de actina de músculo liso α (α-SMA), proteína de específica de fibroblasto (FSP), molécula de adhesión celular del melanoma (CD146) y CD105 en las células estromales fusiformes no asociadas a la vasculatura, CD34(-), de las PCM ductal infiltrante temprano (estadio clínico-patológico I y II, n=56); 3) expresión diferencial de CD105 entre el tejido tumoral mamario y el tejido no neoplásico, siendo dicha expresión nula dentro del tejido no neoplásico; y 4) que la alta expresión de CD105 en estas células estromales es un nuevo marcador para la identificación de PCM temprano (n=56) que presentan alto riesgo de desarrollar metástasis en menor tiempo y menor sobrevida global (OS). Teniendo en cuenta estos últimos antecedentes, en este trabajo de tesis doctoral nos pareció esencial continuar estudiando, en una cohorte más grande de PCM (n=350), si la expresión de CD105 en estas células estromales fusiformes, no asociadas a la vasculatura CD34(-), constituye un biomarcador pronóstico independiente de ocurrencia de metástasis sitio específico, particularmente óseas. Más aún, nos interesó conocer las características fenotípicas, moleculares y funcionales de las células estromales CD105(+)/CD34(-) que puedan explicar, en parte, su origen y rol en la evolución tumoral. En el presente trabajo encontramos que: 1) la expresión de CD105 en células estromales fusiformes CD105(+), no asociadas con la vasculatura CD34(-), se asoció con la edad de la PCM y el tamaño del tumor primario. El 42,22% de las pacientes menores de 50 años presentaban una alta expresión de CD105, mientras que el 28,85% de las pacientes de 50 años o más tenían una alta expresión de CD105. Además, el 43,65% de las PCM con un tamaño de tumor >2 cm presentaban una alta expresión de CD105, mientras que el 25,89% de las PCM con un tamaño de tumor ≤2 cm también tenían una alta expresión de este marcador; 2) la expresión de CD105 se asoció con la ocurrencia de metástasis, particularmente óseas. Además, la expresión de este marcador se asoció con el tamaño del foco metastásico óseo, el número de focos metastásicos óseos, con la presencia de microcalcificaciones anárquicas previas al diagnóstico del cáncer de mama y con el dolor óseo previo a la metástasis ósea. Las PCM que presentaron alta expresión de CD105 en células estromales fusiformes, fibroblast-like, presentaron múltiples focos metastásicos dentro de dicho tejido. Además, estas PCM presentaron microcalcificaciones anárquicas en el estroma mamario previo al diagnóstico del cáncer de mama. Más aún, las PCM con elevada expresión de CD105 experimentaron dolor óseo previo al diagnóstico de las metástasis óseas.; y 3) la expresión de CD105 en las células estromales fusiformes, fibroblast-like, no asociadas a la vasculatura, es un biomarcador pronóstico independiente del tiempo libre de metástasis (MFS), particularmente metástasis óseas (BMFS). Por otro lado, a través del estudio prospectivo encontramos que la subpoblación de células estromales fusiformes CD105(+)/CD34(-), respecto a las células CD105(-)/CD34(-), tenía: 1) mayor expresión de CD146, proteína de adhesión de células vasculares 1 (CD106), receptor α del factor de crecimiento derivado de plaquetas (CD140α o PDGFRα), desmina y subunidad beta de la enzima prolil 4-hidroxilasa (P4Hβ); 2) semejante capacidad de auto-renovación/clonado para dar un número equivalente de unidades formadoras de colonias fibroblásticas (CFU-F)/ 100 células cultivadas, pero las CFU-F de las células estromales fusiformes CD105(+)/CD34(-) presentaron mayor tamaño, es decir, tenían mayor número de células, con un área/célula menor; 3) mayor tasa de proliferación celular, lo cual coincidió con un mayor porcentaje de células en fase de duplicación celular (fase S); 4) mayores niveles de especies oxigendas reactivas (ROS) mitocondriales y totales; 5) mayor expresión génica de MCAM (CD146), factor de transcripción 2 de la Familia RUNX (RUNX2), ligando del receptor del factor nuclear kappa-β (RANKL), VCAM (CD106) y tenascina C (TNC); 6) mayor capacidad para inducir la migración de las células tumorales mamarias humana MCF-7 y mayor capacidad para inducir la proliferación de las células tumorales mamarias humana MDA-MB231; y 7) mayor capacidad para inducir la expresión de genes asociados con la stemness y la diferenciación osteogénica, especialmente aquellos que confieren a las células tumorales características de células madre con propiedades osteoblásticas, en las líneas celulares tumorales MCF-7 y MDA-MB231. Por lo tanto, todos estos resultados nos indican que existen características diferenciales entre ambas subpoblaciones, y es necesario e interesante realizar futuras investigaciones para conocer en mayor profundidad los mecanismos moleculares por los cuales influyen en la evolución del cáncer de mama. Finalmente, de todo lo expuesto, surge que la presencia de CAFs CD105(+)/CD34(-) tiene un impacto significativo en el pronóstico de las PCM. Estos CAFs pueden servir como biomarcadores en el diagnóstico clínico, terapia y pronóstico de este tipo de cáncer. Por lo tanto, estudiarlos nos permitiría identificar de forma oportuna a las pacientes con alto riesgo de desarrollar metástasis óseas, así como definir estrategias diagnósticas y terapéuticas en las etapas más tempranas de la enfermedad.