El mecanismo de kaempferol inducir la apoptosis de las células de cáncer de mama triple negativo a través de la vía de la apoptosis mitocondrial
El cáncer de mama triple negativo (CMTN), como subtipo especial de cáncer de mama, representa el 15%~20% del número total de cánceres de mama. Presenta las características clínicas de corto periodo de supervivencia global, alta malignidad, fuerte invasión, alta tasa de recurrencia temprana, etc. Una vez que se produce la metástasis, el periodo medio de supervivencia de las pacientes es de sólo 10~13 meses. Debido a la insensibilidad del TNBC a la terapia endocrina y a la terapia dirigida, la quimioterapia es el principal método de tratamiento. Sin embargo, la resistencia a los fármacos y los efectos secundarios relacionados con el tratamiento siguen siendo motivo de preocupación. En los últimos años, el papel de la medicina tradicional china en la prevención y el tratamiento del TNBC ha sido cada vez más valorado debido a su sistema teórico único y a su experiencia en planes de tratamiento individualizados. Nuestro grupo de investigación descubrió que la adición y reducción de Chaihu Guizhi Decoction combinada con capecitabina puede inhibir el crecimiento del tumor trasplantado subcutáneo de cáncer de mama triple negativo en ratones desnudos a través de investigaciones previas. Un análisis adicional utilizando el método de farmacología de red mostró que el kaempferol (KA) es un componente eficaz importante en la adición y reducción de Chaihu Guizhi Decocción, que proporciona una base experimental para nosotros utilizar kaempferol para tratar el cáncer de mama triple negativo.
El kaempferol es un compuesto flavonoide muy presente en verduras, frutas y en la medicina tradicional china. Tiene diversos efectos, como anticancerígeno, antiinflamatorio, antioxidante y antiviral. Puede inhibir la proliferación y la invasión de células tumorales induciendo la apoptosis celular, regulando el ciclo celular, inhibiendo la angiogénesis y la metástasis tumoral. Las investigaciones han descubierto que el KA induce la inhibición del crecimiento y la apoptosis en células de cáncer de pulmón mediante la activación de MEK-MAPK. In vitro e in vivo, el KA inhibe las vías AKT/PI3K y ERK, activa la vía de la apoptosis mitocondrial y aumenta la eliminación por radiación de las células de cáncer de pulmón. En el cáncer de colon, el KA reconstruye la comunicación intercelular de las uniones gap aumentando la expresión y la fosforilación de la proteína de unión 43 en las células de cáncer de colon, induciendo así la apoptosis celular. El KA también puede inducir la apoptosis y el envejecimiento en células de cáncer de cuello de útero humano mediante la regulación a la baja de las vías PI3K/AKT y hTERT. En el cáncer de mama, se ha informado de que el KA desempeña un papel antitumoral a través de diferentes mecanismos. El KA puede inhibir la invasión de células de cáncer de mama bloqueando la expresión y la actividad de la cascada PKC δ/MAPK/AP-1 y, posteriormente, la metaloproteinasa de matriz-9 (MMP-9). Li et al descubrieron que el KA puede inhibir la proliferación de las células SK-BR-3 de cáncer de mama mediante la regulación de la proteína Notch1. Además, el KA también puede inhibir la transformación epitelial mesenquimal (EMT) y los comportamientos relacionados con la metástasis de las células de cáncer de mama MCF-7 inducidas por triclosán. Aunque se ha confirmado el efecto anticancerígeno de KA en una variedad de tumores, no hay ningún informe sobre si KA puede inducir la apoptosis de células de cáncer de mama triple negativo y su mecanismo molecular. Este estudio tomará la célula TNBC humana MDA-MB-231 como objeto de investigación para observar el efecto del kaempferol en la apoptosis de la célula MDA-MB-231 y si el posible mecanismo está relacionado con la vía de la apoptosis mitocondrial, con el fin de proporcionar una base teórica y experimental para el uso clínico del kaempferol en el tratamiento del cáncer de mama triple negativo.

El kaempferol, como compuesto hidroxiflavonoide poliol ampliamente presente en diversas plantas, no sólo puede inhibir eficazmente el crecimiento de células tumorales e inducir la apoptosis, sino también mantener la vitalidad de crecimiento de las células normales. Chen et al. descubrieron que el KA puede inducir la detención del ciclo celular del cáncer de próstata, inhibir la proliferación celular y no tener ningún efecto sobre la viabilidad de los fibroblastos normales de prepucio humano (HFF), lo que indica que el KA tiene una buena eficacia antitumoral y una baja toxicidad. Tu et al. descubrieron que el KA puede inhibir eficazmente la proliferación y la metástasis de las células de cáncer de cuello de útero humano, mientras que su efecto citotóxico sobre las células carcinoembrionarias de riñón y las células normales de hígado es relativamente pequeño, lo que indica que el KA tiene una gran capacidad de acción sobre las células cancerosas. Existen pocos estudios sobre KA en células de cáncer de mama triple negativo. Por lo tanto, este estudio confirmó que KA puede inhibir significativamente la proliferación de células TNBC y promover la apoptosis celular a través de estudios in vitro en células MDA-MB-231 y MCF-10A, pero no tiene ningún efecto sobre la proliferación de células epiteliales de mama normales MCF-10A.
Sobre esta base, este experimento explora más a fondo el mecanismo de inducción de la apoptosis del KA en las células MDA-MB-231. En la actualidad, la investigación ha descubierto que la apoptosis celular implica principalmente tres vías basadas en el proceso de iniciación: la vía mitocondrial, la vía del receptor de muerte y la vía del retículo endoplásmico, y la vía mitocondrial desempeña un papel importante en la mediación de la apoptosis celular. El potencial de membrana mitocondrial es uno de los mejores indicadores que reflejan la permeabilidad de la membrana interna mitocondrial. La disminución del potencial de membrana mitocondrial se considera el evento más temprano en la reacción en cascada de la apoptosis celular. Una vez que el potencial de la membrana mitocondrial se colapsa, la apoptosis celular se vuelve irreversible. Feng et al. aislaron un arabinogalactano de Artemisia scoparia, que puede matar las células CNE-2 de carcinoma nasofaríngeo humano al provocar la pérdida del potencial de membrana mitocondrial. Este estudio descubrió que el KA tiene el efecto de reducir el potencial de membrana mitocondrial en las células MDA-MB-231, lo que sugiere que uno de los mecanismos por los que el kaempferol inhibe la proliferación celular y promueve la apoptosis puede lograrse a través de la vía apoptótica mediada por las mitocondrias. Para investigar más a fondo la relación entre la apoptosis inducida por KA de las células MDA-MB-231 y la vía de señalización de la apoptosis mitocondrial, este estudio detectó la expresión de Bcl-2, Bax, CytC, Cyclin D1, así como la actividad de la Caspasa-3 y la Caspasa-9.

La familia de proteínas Bcl-2 incluye la proteína antiapoptótica Bcl-2 y la proteína proapoptótica Bax. Como reguladoras de la integridad de la membrana externa mitocondrial, desempeñan un papel importante en la regulación de la vía de la apoptosis mitocondrial. Tras recibir la señal apoptótica, Bax en el citoplasma se transloca a las mitocondrias, y la proteína antiapoptótica Bcl-2 guía la liberación de citocromo C de las mitocondrias, promoviendo la autoactivación del precursor de la Caspasa-9. La Caspasa-9 activada activa la Caspasa-3, lo que conduce finalmente a la apoptosis celular. Liu et al. descubrieron que el KA inhibe la proliferación de células humanas de cáncer de vesícula biliar e induce su apoptosis a través de la vía de la apoptosis mitocondrial. En este estudio, observamos que el KA aumentaba la expresión de Bax y disminuía la de Bcl-2 en las células MDA-MB-231, promoviendo la liberación de CytC al citoplasma a través de la vía de la apoptosis mitocondrial, lo que resultaba en un aumento de la expresión. Al mismo tiempo, aumenta la permeabilidad de la membrana mitocondrial, disminuye el potencial de membrana, se liberan factores preapoptóticos que desencadenan la activación descendente de la Caspasa-3 y la Caspasa-9, lo que conduce finalmente a la apoptosis celular. Además, la apoptosis está estrechamente relacionada con la proliferación celular anormal, y la causa principal de la proliferación celular es el ciclo celular anormal. La ciclina D1, como importante proteína reguladora del ciclo celular, puede promover la transición de las células de la fase G1 a la fase S, acelerar el proceso del ciclo celular, y su regulación al alza puede causar una proliferación celular anormal, inducir cambios en el potencial de membrana mitocondrial y conducir al desarrollo de tumores. Los resultados de este experimento indican que el KA puede regular a la baja la expresión de las proteínas relacionadas con la apoptosis Ciclina D1 y Bcl-2 en las células MDA-MB-231, reducir el potencial de membrana mitocondrial, inhibir la proliferación celular y promover la apoptosis celular.

En resumen, este estudio ha aclarado el efecto anticancerígeno del kaempferol en células de cáncer de mama triple negativo in vitro, y presenta cierta seguridad, y ha aclarado el mecanismo de inducción de la apoptosis de las células MDA-MB-231 por el KA a través de la vía de señalización de la apoptosis mitocondrial. Posteriormente, el efecto inhibidor del KA sobre el TNBC puede estudiarse más a fondo mediante experimentos in vivo, proporcionando una base experimental para el desarrollo y la aplicación clínica del KA.