Efectos antineoplásticos y antiinflalmatorios de agonistas del receptor vitamina D en el sarcoma de Kaposi

Abstract

El sarcoma de Kaposi es una patología tumoral angio-proliferativa cuyo agente etiológico asociado es el herpesvirus 8. El receptor viral acoplado a proteína G (vGPCR) es uno de los genes virales que induce la transformación oncogénica y la formación de lesiones angiogénicas asociadas al sarcoma de Kaposi a través de modificaciones paracrinas, por lo que su expresión es necesaria para el mantenimiento del tumor. El calcitriol o 1α,25(OH)2-vitamina D3 (1α,25(OH)2D3) es la forma hormonal activa de la vitamina D, no sólo es vital para la homeostasis mineral, sino que presenta efectos antineoplásicos en varios tipos de tumores. Nuestro grupo de investigación ha aportado evidencia sobre los efectos anti-proliferativos del 1α,25(OH)2D3 en un modelo celular murino de sarcoma de Kaposi. En esta Tesis Doctoral se investigó si la actividad anti-angiogénica y antiinflamatoria del 1α,25(OH)2D3 y su rol en el estrés oxidativo contribuyen a su mecanismo de acción antitumoral en un modelo celular murino de sarcoma de Kaposi. Se obtuvo evidencia de que 1α,25(OH)2D3 regula los factores pro-angiogénicos, se observó una disminución de la expresión de HIF-1α en forma dependiente del VDR, no así de VEGF, que aumentó independientemente de la disminución de HIF-1α y EGR-1, posiblemente por regulación directa del promotor de VEGF por parte del VDR. A su vez, la expresión del mensajero del factor anti-oncogénico JunB aumentó, mientras que el mensajero del factor pro-oncogénico c-Fos sólo disminuyó durante cortos periodos de tiempo. Además, se demostró que el 1α,25(OH)2D3 regula negativamente la vía Wnt/β-catenina por tres mecanismos diferentes relacionados y consecuentes en el tiempo. En primer lugar, se observó un aumento del inhibidor extracelular Dkk-1 el cual disminuyó inicialmente los niveles de β-catenina; en segundo lugar, una asociación de las proteínas β-catenina/VDR con la consecuente disminución de la actividad transcripcional de β-catenina en genes clave durante la proliferación celular como c-myc, Mmp-9 y ciclina D1 y finalmente, un aumento de VE-cadherina implicando la relocalización de β-catenina para participar de las uniones intercelulares. En cuanto a los efectos antiinflamatorios del 1α,25(OH)2D3, se demostró una modulación dual compuesta por la inhibición de la producción de PGE2 a través de la interacción entre las proteínas COX-2/VDR, la que disminuyó la actividad enzimática, y la supresión diferencial de los receptores EPs de PGE2. Finalmente, en cuanto al rol del 1α,25(OH)2D3 frente al estrés oxidativo, se determinó que los niveles de ROS se encontraron aumentados estimulando así el desencadenamiento del proceso apoptótico por medio del aumento de la expresión de factores pro-apoptóticos como BIM y Caspasa 3-clivada. Los resultados en este trabajo de Tesis Doctoral contribuyen al conocimiento sobre el mecanismo de acción anti-angiogénico y antinflamatorio, efecto frente al estrés oxidativo del 1α,25(OH)2D3 con la participación del VDR en un modelo celular murino de sarcoma de Kaposi. A su vez, sustenta las bases para dar continuación a otros estudios usando modelos in vivo y para evaluar el uso de análogos de 1α,25(OH)2D3 con menor efecto calcémico para el tratamiento de esta patología.

Kaposi's sarcoma is an angioproliferative tumor and herpesvirus 8 is the associated etiologic agent. The G protein-coupled viral receptor (vGPCR) is one of the viral genes that induces oncogenic transformation and the formation of angiogenic lesions associated with Kaposi's sarcoma through paracrine modifications, therefore its expression is necessary for tumor maintenance. Calcitriol or 1α,25(OH)2-vitamin D3 (1α,25(OH)2D3) is the active hormonal form of vitamin D, it is not only vital for mineral homeostasis, but it also has antineoplastic effects in various types of tumors. Our research group has provided evidence on the anti-proliferative effects of 1α,25(OH)2D3 in a murine cell model of Kaposi's sarcoma. This Doctoral Thesis investigated whether the anti-angiogenic and anti-inflammatory activity of 1α,25(OH)2D3 and its role in oxidative stress contribute to the antitumor action mechanism in a murine cell model of Kaposi's sarcoma. Evidence was obtained that 1α,25(OH)2D3 regulates pro-angiogenic factors. A decrease in the expression of HIF-1α was observed on a VDR dependent manner, but not on VEGF, which increased independently of the decrease in HIF-1α and EGR-1, possibly through direct regulation of the VEGF promoter by VDR. At the same time, the expression of the messenger of the anti-oncogenic factor JunB increased, while the messenger of the pro-oncogenic factor c-Fos only decreased for short periods of time. Furthermore, it was shown that 1α,25(OH)2D3 negatively regulates the Wnt/β-catenin pathway by three different related and consequent mechanisms over time. First, an increase in the extracellular inhibitor Dkk-1 was observed, which initially decreased the levels of β-catenin; second, an association of β-catenin/VDR proteins with the consequent decrease in the transcriptional activity of β-catenin upon key genes during cell proliferation such as c-myc, Mmp-9 and cyclin D1; and finally, an increase in VE-cadherin involving the relocation of β-catenin to participate in the intercellular junctions. Regarding to the anti-inflammatory effects of 1α,25(OH)2D3, a dual modulation was demonstrated, composed of PGE2 production inhibition through the interaction between the COX-2/VDR proteins, which decreased the enzymatic activity; and the differential suppression of EP receptors by PGE2. Finally, regarding the role of 1α,25(OH)2D3 against oxidative stress, it was determined that ROS levels were found increased, thus stimulating the apoptotic process by increasing the expression of pro-apoptotic factors such as BIM and Caspase-3 cleavage. The results of this Doctoral Thesis work contribute to the knowledge of the anti-angiogenic and anti-inflammatory mechanisms, the effect against oxidative stress of 1α,25(OH)2D3 with VDR participation in a murine cell model of Kaposi's sarcoma. It supports the basis for continuing other studies using in vivo models and evaluating the use of 1α,25(OH)2D3 analogues with less calcemic effect for the treatment of this pathology.