Rakovina prsnika: Sulforafan potláča metastázy trojito-negatívnych buniek rakoviny prsníka zacielením na dráhu RAF/MEK/ERK

Metastázy rakoviny prsníka sú hlavnou príčinou úmrtia na rakovinu u žien, zatiaľ žiadna účinná liečba nepotlačila metastázy rakoviny prsníka. Sulforaphane (SFN), prírodná zlúčenina získaná z brokolice, preukázala potenciálne zdravotné prínosy pri mnohých druhoch rakoviny. 

Abstrakt

Výskum metastáz rakoviny prsníka je však stále nedostatočný. Tu sme ukázali, že SFN, vrátane jeho dvoch izomérov R-SFN a S-SFN, významne inhiboval TGF-pi-indukovanú migráciu a inváziu do buniek rakoviny prsníka. Proteomická a fosfoproteomická analýza ukázala, že SFN ovplyvňuje tvorbu cytoskeletu. Následné experimenty potvrdili, že SFN významne inhiboval tvorbu aktínového stresového vlákna indukovanú TGF-p1 a expresiu proteínov spojených s tvorbou aktínového stresového vlákna, vrátane paxilínu, IQGAP1, FAK, PAK2 a ROCK. Okrem toho sa SFN priamo viaže na proteíny rodiny RAF (vrátane ARAF, BRAF a CRAF) a inhibuje fosforyláciu MEK a ERK. Tieto výsledky in vitro naznačujú, že SFN sa zameriava na signálnu dráhu RAF/MEK/ERK na inhibíciu tvorby aktínových stresových vlákien, čím inhibuje metastázy buniek rakoviny prsníka.

Úvod

Metastázy rakoviny prsníka sú hlavnou príčinou úmrtí na rakovinu u žien, najmä triple-negatívna rakovina prsníka (TNBC) je agresívnejšia a má horšiu prognózu ako iné typy rakoviny prsníka. Doteraz žiadna účinná liečba nezabránila metastázovaniu rakoviny prsníka. Vzhľadom na vysokú mieru metastáz, úmrtnosť mladých žien (

Aktínové stresové vlákna sú cytoskeletálna štruktúra vyššieho rádu zložená zo zosieťovaných zväzkov aktínových filamentov, ktoré hrajú zásadnú úlohu pri migrácii a invázii buniek. Organizácia aktínových stresových vlákien podporuje tuhnutie buniek a proliferáciu buniek preinvazívneho karcinómu prsníka9. Početné štúdie preukázali, že signálna dráha RhoA a Rho-kinázy (ROCK) sa podieľa na tvorbe aktínových stresových vlákien. Aktínové stresové vlákna sa spájajú s fokálnymi adhéziami a proteínmi spojenými s fokálnou adhéziou, ako je paxillín fokálna adhézna kináza (FAK) a proteín podobný Ras GTPáze (IQGAP1), ktoré sú kľúčovými regulátormi dynamika aktínového cytoskeletu.

RAF je serín/treonín-proteínkináza, ktorá môže priamo fosforylovať alebo podporovať proteínovú fosforyláciu aktiváciou downstream signálnej dráhy mitogénom aktivovanej proteínkinázy (MEK)/extracelulárneho signálu regulovanej kinázy (ERK). Kaskáda RAF/MEK/ERK sa podieľa na regulácii vývoja a metastáz viacerých typov rakoviny, vrátane rakoviny pľúc, rakoviny pečene a rakoviny prsníka. Medzi členov rodiny RAF patria ARAF, BRAF a CRAF. Nedávne štúdie odhalili, že mechanizmus závislý od dimerizácie riadi katalytickú aktiváciu ARAF a dimerizácia ARAF podporuje aktiváciu dráhy MAPK a migráciu buniek. 

Ukázalo sa, že sulforafan (SFN), prírodná zlúčenina získaná z brokolice/brokolicových klíčkov, vykazuje chemoprotektívne účinky na rôzne druhy rakoviny, vrátane rakoviny prostaty, pľúc a hrubého čreva. Boli hlásené viaceré mechanizmy pôsobenia zapojené do protirakovinových vlastností SFN, vrátane indukcie apoptózy, zastavenia bunkového cyklu a inhibície angiogenézy a metastáz. Hoci SFN preukázala potenciálne zdravotné prínosy pri mnohých rakovinách, existuje len málo štúdií o zapojení SFN do metastáz rakoviny prsníka. Či SFN môže inhibovať metastázy rakoviny prsníka a jej mechanizmus sú stále nejasné.

V tejto štúdii sme sa zamerali na skúmanie, či má SFN inhibičný účinok na migráciu a inváziu buniek rakoviny prsníka. Ukázali sme, že SFN a jeho dva izoméry (R-SFN a S-SFN) inhibovali migráciu a inváziu v ľudských TNBC bunkách indukovanú transformujúcim rastovým faktorom-pi (TGF-pi). Ďalej sa skúmal mechanizmus, ktorým SFN potláča migráciu a inváziu.

Výsledok

Účinok SFN na životaschopnosť buniek MDA-MB-231 a MDA-MB-157

Mnohé štúdie preukázali, že TGF-pi indukoval migráciu a inváziu buniek rakoviny prsníka. Presný mechanizmus, ktorý je základom migrácie a invázie indukovanej TGF-p1 pri rakovine prsníka, však nebol úplne objasnený. Aby sme určili účinok SFN na migráciu a inváziu buniek rakoviny prsníka indukovanú TGF-β1, najprv sme zmerali životaschopnosť buniek po ošetrení SFN (chemická štruktúra SFN je znázornená na obr. 1a) pomocou CCK-8 test. Predchádzajúca správa ukázala, že hodnota IC50 SFN sa veľmi líši v bunkových líniách rakoviny prsníka. Preto sme bunky ošetrili rôznymi koncentráciami SFN od 0,5 do 240 μM počas 24 h a potom sa merala životaschopnosť buniek. Ako je znázornené na obr. lb, v bunkách MDA-MB-231 nemá SFN žiadny významný vplyv na životaschopnosť buniek, keď je koncentrácia nižšia ako 30 µM. 

Avšak pri koncentráciách 60, 120 a 240 µM SFN bola pozorovaná významná toxicita SFN. V bunkách MDA-MB-157 nevykazoval SFN žiadny významný vplyv na životaschopnosť buniek, keď bola koncentrácia nižšia ako 7,5 µM (obr. 1c). Je dobre známe, že keď zlúčenina vyvoláva toxickú reakciu na bunky, znamená to, že zlúčenina môže aktivovať mnoho intracelulárnych signálnych dráh. Vyhnúť sa toxicite pre bunky je rozhodujúce pre selektívne skúmanie antimigračných účinkov a mechanizmu (mechanizmov) SFN. Preto sme na štúdium účinku SFN na migráciu a inváziu u dvoch ľudských buniek použili koncentráciu 7,5, 15 a 30 µM pre bunky MDA-MB-231 a 1,9, 3,8 a 7,5 µM pre bunky MDA-MB-157. TNBC bunkové línie MDA-MB-231 a MDA-MB-157.

Zdroj:

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

https://www.carnomed.sk/produkty/sulforafan-extra.htm 

https://www.carnomed.sk/produkty/sulforafan-extra-xl-pure-gold-edition.htm  

22.08.2023