Efectos del polisacárido Taraxacum en la migración e invasión de células de cáncer de mama triple negativo basado en la vía PI3K/Akt/GSK-3 β
El cáncer de mama triple negativo (CMTN) es un cáncer de mama con receptores de estrógeno (RE), progesterona (RP) y factor de crecimiento epidérmico humano-2 (HER2), todos ellos subtipos negativos, que representan sólo el 15%~20% de todos los tipos de cáncer de mama. Sin embargo, debido a su alta malignidad, fuerte invasión y falta de fármacos específicos dirigidos, es más propenso a la recurrencia y metástasis que otros tipos de cáncer de mama, y su pronóstico es peor. En la actualidad, la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia siguen siendo los principales métodos de tratamiento del TNBC, pero sigue existiendo riesgo de recurrencia y metástasis tras la cirugía. Los fármacos quimioterapéuticos tienen efectos secundarios tóxicos graves y son propensos a la farmacorresistencia. Por lo tanto, la búsqueda de nuevos y eficaces fármacos dirigidos, el cribado de dianas moleculares de acción farmacológica y la elucidación de los mecanismos moleculares antitumorales de los fármacos dirigidos son, sin duda, estrategias eficaces para el tratamiento clínico del TNBC.

En los últimos años, la medicina tradicional china se ha convertido en una importante fuente de fármacos antitumorales dirigidos. En comparación con los fármacos anticancerígenos generales, las hierbas medicinales tradicionales chinas y sus principios activos presentan características de actividad farmacológica anticancerígena sinérgica multiobjetivo y multivía, así como ventajas de fácil absorción y utilización por el organismo, baja toxicidad y efectos secundarios. Se han convertido gradualmente en un punto caliente en la investigación y el desarrollo de fármacos contra el cáncer. El diente de león, una medicina tradicional china, es una planta seca entera de Taraxacum monogolicum Hand. Mazz, una planta de la familia de las asteráceas, y T. boroisinense Kitam (u otras plantas de la misma especie). Tiene los efectos de despejar el calor y desintoxicar, reducir la hinchazón y dispersar los nódulos, y favorecer la diuresis y el drenaje. Puede utilizarse para tratar enfermedades como el absceso mamario, la escrófula y el edema. La investigación clínica de la medicina tradicional china ha descubierto que el diente de león tiene un efecto significativo en el tratamiento del cáncer de mama, el cáncer gástrico y otros tumores malignos. Estudios clínicos y farmacológicos modernos han demostrado que el diente de león y sus ingredientes activos no sólo tienen actividades farmacológicas como efectos antiinflamatorios y antioxidantes, sino que también tienen efectos antitumorales más significativos. El polisacárido de diente de león (DP) es un polisacárido extraído de las raíces del diente de león, compuesto por glucosa, galactosa, arabinosa, manosa, ramnosa y ácido glucurónico. Tiene actividades farmacológicas como antitumoral, antibacteriana, antiinflamatoria, antioxidante, hipoglucemiante y potenciadora del sistema inmunitario. Actualmente, la investigación ha descubierto que la AD puede ejercer su actividad farmacológica antitumoral a través de múltiples dianas y vías. La AD puede inhibir la angiogénesis del cáncer de hígado in vitro e in vivo reduciendo la expresión de las proteínas del factor 1 alfa inducible por hipoxia (HIF-1 alfa) y del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF). DP también puede inhibir el metabolismo del hierro en el cáncer de hígado mediante la reducción de la expresión de los transportadores de hierro (Ferroporina) y la quema de hierro, suprimiendo así el crecimiento de las células HepG2 y Huh7. Al mismo tiempo, DP puede reducir significativamente la deposición de hierro en los tejidos tumorales de ratones portadores de cáncer de hígado. En el cáncer de mama, DP puede lograr su efecto inhibidor en el cáncer de mama humano MCF-7, SK-BR-3 y células T47D mediante la inhibición de la proliferación celular. Sin embargo, no existen informes sobre los efectos anti TNBC de DP, y su mecanismo molecular antitumoral aún no está claro.
Se ha confirmado que la activación anormal de la vía de señalización fosfatidilinositol 3-cinasa (PI3K)/proteína cinasa B (Akt) está estrechamente relacionada con el crecimiento, la migración, la invasión y la transición epitelial mesenquimal (EMT) del TNBC. PI3K es una fosfoinositol cinasa intracelular que puede activarse por estimulación de señales extracelulares. La PI3K activada recluta la proteína Akt a la membrana celular, que a su vez activa la proteína Akt. La Akt activada fosforila el sustrato corriente abajo glucógeno sintasa quinasa-3 β (GSK-3 β), inactivando GSK-3 β. La GSK-3 β inactivada participa en múltiples vías de señalización e induce la proliferación de células tumorales, la resistencia a fármacos, la migración y la invasión, lo que la convierte en una diana farmacológica muy prometedora. Hasta ahora, se ha sintetizado un gran número de inhibidores de GSK-3 β, pero debido a la escasa selectividad y a los efectos secundarios de la mayoría de los inhibidores, sólo unos pocos han entrado en ensayos clínicos. Por lo tanto, la búsqueda de inhibidores de PI3K/Akt/GSK-3 β eficientes y de baja toxicidad es de gran importancia para el tratamiento del TNBC. La EMT es un proceso clave en la migración e invasión de las células tumorales. Durante este proceso, la adhesión entre las células tumorales se debilita, las características de las células epiteliales disminuyen y las características de las células estromales aumentan, lo que les permite entrar en el torrente sanguíneo e invadir otros órganos. A nivel molecular, la disminución de la expresión del marcador de tipo epitelial E-cadherina y el aumento de la expresión de los marcadores mesenquimales N-cadherina y vimentina indican la aparición de EMT celular. Por lo tanto, la búsqueda de fármacos que inhiban la EMT se ha convertido en una condición necesaria para prevenir la migración y la invasión del TNBC.
Por lo tanto, basándose en la vía de señalización PI3K/Akt/GSK-3 β, este estudio tomó la célula de cáncer de mama humano triple negativo MDA-MB-231 como objeto de investigación. Mediante la observación de los efectos de DP en la proliferación, migración, invasión y EMT de las células de cáncer de mama humano MDA-MB-231, este estudio analizó los objetivos moleculares clave de DP contra TNBC, y luego exploró el posible mecanismo de regulación molecular de DP inhibición de la proliferación, migración e invasión de células TNBC, con el objetivo de proporcionar la base farmacológica y referencia científica para el tratamiento de DP de cáncer de mama, y sentar una base teórica científica para el tratamiento clínico del cáncer de mama.

 

El TNBC es un cáncer de mama muy invasivo, propenso a la recurrencia y la metástasis, que presenta una gran heterogeneidad y carece de dianas terapéuticas eficaces. Por lo tanto, el análisis en profundidad de los posibles mecanismos moleculares que impulsan la migración y la invasión del TNBC, y el desarrollo de fármacos antitumorales eficaces y de baja toxicidad son estrategias efectivas para el tratamiento clínico del TNBC. Se ha descubierto que muchos extractos y principios activos de la medicina tradicional china tienen múltiples vías, dianas y actividades antitumorales de alta eficacia y baja toxicidad. La investigación ha demostrado que DP puede inhibir la angiogénesis del cáncer de hígado mediante la reducción de la expresión de HIF-1 α y VEGF; Además, DP no sólo puede inhibir la proliferación del cáncer de mama humano SK-BR-3 y células T47D, sino también inhibir la proliferación del cáncer de mama humano MCF-7 células e inducir la apoptosis celular por la regulación a la baja la expresión de proteínas relacionadas con la apoptosis P53 y Bcl-2, y hasta la regulación de la expresión de Bcl-2 asociada x proteína (Bax). Este estudio reveló por primera vez que DP tiene actividad farmacológica contra TNBC, y encontró que DP puede inhibir la proliferación, migración e invasión de las células MDA-MB-231, mientras que no muestra toxicidad significativa para las células epiteliales de mama normales MCF-10A.

La vía de señalización PI3K/Akt desempeña un importante papel regulador en la proliferación, apoptosis, migración, invasión y angiogénesis de las células tumorales malignas. La activación anormal de la vía de señalización PI3K/Akt es uno de los factores carcinogénicos más comunes. En el cáncer de mama triple negativo, aproximadamente 25%~30% de las pacientes presentan mutaciones en la activación de PI3K/Akt, lo que significa que la vía de señalización PI3K/Akt puede ser una diana eficaz para el tratamiento del TNBC. Se ha demostrado que la activación de la vía de señalización PI3K/Akt puede promover la proliferación celular, la migración y la invasión de las células de cáncer de mama MCF-7 y BT-20, mientras que la inhibición de la vía de señalización PI3K/Akt puede inducir la autofagia y la apoptosis de las células de cáncer de mama. En este estudio, encontramos que DP puede regular a la baja los niveles de expresión de las proteínas p-PI3K y p-Akt en las células MDA-MB-231, lo que sugiere que DP puede inhibir la activación de la vía de señalización PI3K/Akt en esta célula. Además, GSK-3 es el sustrato corriente abajo de PI3K/Akt. GSK-3 es una proteína quinasa serina/treonina, que tiene dos subtipos principales, GSK-3 α y GSK-3 β. GSK-3 α está implicada principalmente en el proceso del metabolismo del glucógeno, y GSK-3 β está estrechamente relacionada con el proceso del cáncer. Se sobreexpresa en muchos tipos de cáncer, incluido el cáncer de mama. P-Akt puede fosforilar GSK3 β, promoviendo así la proliferación, migración e invasión de las células tumorales. Por lo tanto, la inhibición de la actividad de la vía de señalización PI3K/Akt/GSK-3 β es crucial para suprimir la proliferación, migración e invasión de las células tumorales. Este estudio observó el efecto de DP en la expresión de la proteína GSK-3 β en las células MDA-MB-231, y los resultados mostraron que DP redujo significativamente el nivel de expresión de la proteína p-GSK-3 β en las células MDA-MB-231. Se puede inferir que el mecanismo molecular por el cual DP inhibe la proliferación, migración e invasión de células MDA-MB-231 puede estar relacionado con el bloqueo de la vía de señalización PI3K/Akt/GSK-3 β.

El proceso EMT es uno de los mecanismos importantes para la migración e invasión de células tumorales, que está relacionado con cambios estructurales en las conexiones intercelulares. A nivel molecular, la disminución de la expresión del marcador epitelial E-cadherina y el aumento de la expresión de los marcadores mesenquimales N-cadherina y Vimentina indican la existencia de un proceso de EMT celular. Durante el proceso EMT, las células tumorales pasan de un fenotipo epitelial no fijo a un fenotipo mesenquimal activo e invasivo. Una vez activado el proceso EMT, las células tumorales experimentan una serie de cambios, como la disolución de las uniones estrechas, la alteración de la polaridad apical basal y la remodelación de la estructura del citoesqueleto, todos ellos beneficiosos para la migración y la invasión de las células tumorales. Los estudios in vitro e in vivo de TNBC han demostrado que la inhibición de la vía de señalización Akt/GSK-3 β puede aumentar eficazmente la expresión de E-cadherina y disminuir los niveles de expresión de N-cadherina y Vimentina, revirtiendo así el proceso de EMT. Los resultados de este estudio mostraron que en las células MDA-MB-231, DP aumentó la expresión de E-cadherina y disminuyó los niveles de expresión de N-cadherina y Vimentina de una manera dependiente de la dosis, lo que indica que DP puede prevenir el proceso de EMT en esta célula.

En conclusión, DP puede inhibir significativamente la proliferación, migración, invasión y EMT de las células MDA-MB-231, lo que puede lograrse mediante la inhibición de la vía de señalización PI3K/Akt/GSK-3 β, que proporciona una nueva base de orientación para que DP se convierta en un nuevo fármaco potencial contra el cáncer de mama. Aunque los estudios actuales han demostrado que DP ejerce su efecto contra el cáncer de mama a través de múltiples canales y objetivos, el mecanismo de regulación molecular de la proliferación del cáncer de mama, la migración y la invasión es complejo, y el mecanismo específico de su efecto contra el cáncer de mama necesita una mayor exploración. Además, este estudio sólo proporciona pruebas experimentales in vitro de que DP inhibe la proliferación, migración, invasión y EMT de las células TNBC mediante la supresión de la vía de señalización PI3K/Akt/GSK-3 β. Para revelar con más detalle el mecanismo molecular del efecto anti TNBC de DP, se necesitan más experimentos in vivo con animales.