C ecilio Á lam o C ecilio Á lam o Atención a la Mujer Atención a la Mujer con Cáncer de Mama: con Cáncer de Mama: Ocupación de Receptores Ocupación de Receptores Cecilio Álamo González Catedrático de Farmacología. José Antonio Guerra Guirao Profesor Honorífico. Departamento de Farmacología Universidad de Alcalá. Madrid
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Cecilio ALamo GonzáLez.ATENCIÓN A LA MUJER CON CÁNCER DE MAMA. OcupacióN De Receptores
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Cecilio ÁlamoCecilio Álamo
Atención a la MujerAtención a la Mujercon Cáncer de Mama:con Cáncer de Mama:
Ocupación de ReceptoresOcupación de Receptores
Cecilio Álamo GonzálezCatedrático de Farmacología.
José Antonio Guerra GuiraoProfesor Honorífico.
Departamento de FarmacologíaUniversidad de Alcalá. Madrid
Cecilio ÁlamoCecilio Álamo
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Pese a que el conocimiento sobre el papel de los RE en CA de mama se ha incrementado en los últimos años, existen
múltiples interrogantes.
De momento, existen datos controvertidos sobre el papel fisiológico y fisiopatológico de los RE en la proliferación celular.
Es necesario un esfuerzo de unificación metodológica que permita comparar resultados.
El conocimiento de la presencia de subtipos de RE, distintas isoformas y la posible existencia de nuevas familias de RE
aumentará su valor diagnóstico y pronóstico.
En este escenario, conocer el papel de los fitoestrógenos como promotores o protectores frente al cáncer de mama resulta un
atractivo reto de presente y de futuro.
RECEPTORES ESTROGÉNICOS (RE) FITOESTRÓGENOS Y CANCER DE MAMA
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ESTRÓGENOS, RECEPTORES ESTROGÉNICOS Y CÁNCER DE MAMA
1896 Sir George Beatson:
Establece la relación entre CA Mama y hormonas sexuales.
Ovariectomia en cáncer de mama avanzado.
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Jensen et al 1962 Sitios de unión de estrógeno en tejidos de ratas
Toft et al. 1966; 1967 Aislamiento de RE (útero de ratas y sistema
libre de células)
Kuiper et al. (1996); Mosselman et al. (1996)Descubrimiento y clonación del RE-rata y humanos.
Pietras y Szego 1977, describen los RE de membrana.
Receptores Estrogénicos
Toft D, Shymala G, Gorski J. A receptor molecule for estrogens: studies using a cell-free system. Proc Natl Acad Sci USA 1967;57:1740–3.Mosselman S, Polman J, Dijkema R. ER-b: identification and characterisation of a novel human estrogen receptor. FEBS Lett 1996;392:49–53.Kuiper G, Enmark E, Pelto-Huikko M, Nilsson S, Gustaffsson J. Cloning of a novel receptor expressed in rat prostate and ovary. Proc Natl Acad Sci USA 1996;93:5925–30.MCF-7
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Receptores Estrogénicos como predictores de respuesta de CA Mama a terapia
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Subtipos de Receptores Estrogénicos
RE
RE
REm
Prot GGMPcAMPcCa2+
IP3
CINASASAkt PKA,
PKCJNK
MAPK
Supervivencia celular
Re nucleares
Re de membrana
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Dominio Amino
terminal
Dominio Unión DNA
Dominio Unión
Ligando(hormona)
Dominio Carboxilo terminal
ESTRUCTURA Y DOMINIOS FUNCIONALES DE LOS DOS SUBTIPOS DE RECEPTORES ESTROGÉNICOS
Receptores Estrogénicos Nucleares
Gen localizado en cromosoma14q22-24
Gen localizado en cromosoma 6q25.1
5 isoformas de RE
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Transcripción
COOH
NH2
EREERE
COACTIVADORES
SÍNTESISPROTÉICA
E2
Estrógeno
Receptor Estrogénico
Chaperonas
NH
2
CO
OH
NH
2
CO
OH
AF2
RESPUESTAHORMONAL
Membrana celular
DNA
1
Receptor Estrogénico
Activado
NH2
COOH
2
3
5
6
7
RNAm
89
MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS ESTRÓGENOS
4NH
2
CO
OH
NH
2
CO
OH
DIMERIZACIÓN
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COACTIVADORES
HBD
AF2
H
DBDAF1
HBD
AF2
H
DBDAF1
HBD
AF2
DBDAF1
EHBD
AF2
E
DBDAF1
ADNERE ERE
TRANSCRIPCIÓNNúcleo
ACTIVACIÓN FUNCIONAL DE RE
SÍNTESIS DE PROTEINASACTIVIDAD FUNCIONAL
citoplasma
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ESTRUCTURA CRISTALOGRÁFICA DEL RE
4-OH-tamoxifeno (Ag-antagonista)
Antagonista GW-6471
Agonista dietilestilbestrol
GRIP (GRinteracting protein) péptido coactivador
SMRT Péptido correpresor
Koehler KF et al Reflections on the Discovery and Significance ofEstrogen Receptor. Endocrine Reviews 26(3):465–478. 2005.
Dominio de unión al ligando (LBD o HBD) (H3,H5, H12)
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Receptores Estrogénicos Estructura cristalográfica del LBD
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Receptores Estrogénicos Estructura cristalográfica del LBD
RE
RE
Leu-384
Ile 373
Met-421
Met-336
LBD sólo tiene un 56% de homología.
Gran similitud estructural en la cavidad.Excepto:
Bajo el anillo LBD:RE Met 421RE Ile 373
Encima del anillo LBD: RE Leu 384RE Met 336
Koehler KF et al Reflections on the Discovery and Significance ofEstrogen Receptor. Endocrine Reviews 26(3):465–478. 2005.
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LOCALIZACIÓN DE RE Y EN SISTEMA REPRODUCTIVO FEMENINO
ESTÍMULO DE RE Y CÉLULAS MCF7 “IN VITRO”DE CÁNCER DE MAMA.
Células MCF7(CÁNCER DE MAMA)
E2
Estradiol AUMENTA LA
PROLIFERACIÓN
E2
Células MCF7(CÁNCER DE MAMA)
+INTRODUCCIÓN RE
INHIBE LA PROLIFERACIÓN
Estradiol
E2
LA PRESENCIA DE RE EN CANCER DE MAMA
PUEDE SER INDICATIVA DE BENIGNIDAD
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RE y Cáncer de Mama. RATIO RE-α / RE-β
* RE-α > RE-β
CA ductalGrado I (RE-α > RE-β) Respuesta a tamoxifeno
Grado II RE (-) No respuesta a tamoxifeno Grado II RE (+) Respuesta a tamoxifeno
Grado III No respuesta a tamoxifeno
* RE-β > RE-α en
tejido benigno, fibroquístico y CA medular No respuesta a
tamoxifeno
P.J. Balfea PJ,. McCann AH, Welch HM, Kerina MJ. Estrogen receptor b and breast cancerEJSO (2004) 30, 1043–1050 Leygue E, y cols. Estrogen receptor α and β messenger RNA expression during human breast tumorigenesis. Cancer Res 1998;58:3197–201.
Cecilio ÁlamoCecilio Álamo
Aumenta con > ER-α
Disminuye con > ER-β
RE-mutante (hipersensible al E2)
Cambios en isoformas > 5; >2)
P.J. Balfea PJ,. McCann AH, Welch HM, Kerina MJ. Estrogen receptor b and breast cancerEJSO (2004) 30, 1043–1050 Leygue E, y cols. Estrogen receptor α and β messenger RNA expression during human breast tumorigenesis. Cancer Res 1998;58:3197–201.
RE y Cáncer de Mama Proceso de Tumorogénesis
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Skirilir. Estrogen receptor alpha negative breast cancer patients: Estrogen receptor beta as a therapeutic target. J. Steroid Biochem Mol Biol. 2008; 109:1-10
Expresión de RE y Cáncer de Mama
Cecilio ÁlamoCecilio Álamo
Expresión de RE y Cáncer de Mama
Skirilir. Estrogen receptor alpha negative breast cancer patients: Estrogen receptor beta as a therapeutic target. J. Steroid Biochem Mol Biol. 2008; 109:1-10
Anillo A: Grupo OH en posición 3.Donante de H (1,9 Kcal)
Anillo B: Estradiol (17 OH) Isoflavonas (4-OH)Aceptor de H (0,6 Kcal)
Distancia óptima AGONISTASentre grupos OH 11 A.
11,7 A
11,9 A
11,9 A
Dodge JA. Pure Appl Chem. 70 (9): 1725- 1733. 1998.
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FITOESTRÓGENOS: ESTRUCTURA QUÍMICA
estradiol genisteína
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Receptores Estrogénicos Estructura cristalográfica del LBD
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AFINIDAD DEL ESTRADIOL POR RECEPTORES ESTROGÉNICOS Y RECOMBINANTES HUMANOS
Cecilio ÁlamoCecilio Álamo
CURVAS DE DESPLAZAMIENTO DEL COMPLEJO ESTRADIOL RECEPTORES ESTROGÉNICOS Y
RECOMBINANTES HUMANOS POR FITOESTRÓGENOS
EstradiolEstradiol
GenisteinaDaidzeina
Daidzeina
Nikov GN., Hopkins NE. Boue S, Alworth WL. Interactions of Dietary Estrogens with Human Estrogen Receptors and the Effect on Estrogen Receptor–Estrogen Response Element Complex Formation. Environmental Health Perspectives. 108 (9): 867-872. 2000.
Cecilio ÁlamoCecilio Álamo KUIPER GGJM, LEMMEN JG, CARLSSON B et al. , Interaction of Estrogenic Chemicals and Phytoestrogens
with Estrogen Receptor. Endocrinology 139: 4252–4263, 1998
CURVAS DE DESPLAZAMIENTO DEL COMPLEJO ESTRADIOL RECEPTORES ESTROGÉNICOS Y POR GENISTEÍNA Y DAIDZEINA
RERE
RERE
RERE
RE
RE
RE
RE
RE
RE
Las isoflavonas presentan mayor afinidad RE-β.
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AFINIDAD RELATIVA DEL ESTRADIOL, GENISTEINA Y DAIDZEINA POR LOS RECEPTORES ESTROGÉNICOS
100 100
4
87
0,1 0,50
20
40
60
80
100
120
RE alfa RE Beta
17Bestradiol Genisteina Daidzeina
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ACTIVIDAD TRANSCRIPCIONAL MEDIADA POR RECEPTORES ESTROGÉNICOS y
REPRESIÓN DE LA TRANSCRIPCION DEL TNF-RE
An J et al. J. BIOL CHEM. 276, 21: 17808–17814, 2001
Genisteina
Daidzeina
Estradiol Estradiol
Genisteina
Daidzeina
Las isoflavonas presentan mayor actividad RE-β.
Cecilio ÁlamoCecilio Álamo
ACTIVIDAD TRANSCRIPCIONAL MEDIADA POR RECEPTORES ESTROGÉNICOS y
ACTIVACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN DEL ERE-tkLuc
An J et al. J. BIOL CHEM. 276, 21: 17808–17814, 2001
GenisteinaEstradiol
Daidzeina
Genisteina
Estradiol
Daidzeina
Las isoflavonas presentan mayor actividad RE-β.
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Fitoestrógenos – Actividad sobre RE-α
Curvas Dosis / Respuesta de 17-estradiol vs isoflavonas . La respuesta relativa está calculada teniendo en cuenta al 17-β-Estradiol como patron de referencia (100%). Concentraciones reflejadas en mol/l.
Genisteina
Estradiol
Daidzeina
A altas concentraciones la Genisteína presenta parecida actividad estrogénica in vitro que el 17-β-E2
Cecilio ÁlamoCecilio Álamo
Curvas Dosis / Respuesta de 17-estradiol vs isoflavonas . La respuesta relativa está calculada teniendo en cuenta al 17-β-Estradiol como patrón de referencia (100%). Concentrationes reflejadas en mol/l.
Genisteina
EstradiolDaidzeina
Fitoestrógenos – Actividad sobre RE-
A altas concentraciones la Genisteína presentan mayor actividad estrogénica in vitro que el 17-β-E2
Los fitoestrógenos presentan una débil actividad estrogénica abajas concentraciones.
Sin embargo, su concentración premenopáusicas es 100-1000 veces mayor que la de estradiol endógeno.
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ACTIVIDAD RELATIVA DEL ESTRADIOL, GENISTEINA Y DAIDZEINA POR LOS RECEPTORES ESTROGÉNICOS
100 100
0,2
25
0,01 3,3
0
20
40
60
80
100
120
RE alfa RE Beta
17Bestradiol Genisteina Daidzeina
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Fitoestrógenos – Actividad sobre RE
Rice S, Whitehead SA. Phytoestrogens and breast cancer – promoters or protectors? Endocrine-Related Cancer (2006) 13: 995–1015
Regulación de genes
Implicados en la apoptosis.
Inhibición de genes que controlan
La proliferación celular
Fitoestrógenos Fitoestrógenos
Fitoestrógenos
Estrógenos
Inhibición de la
Proliferación celular
Mediada por RE
Modelos hipotético del efecto antiproliferativo de los fitoestrógenos
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Acciones mediadas por Inhibición enzimática
1. Inhibición de la familia de las tirosinkinasas.
proliferación, diferenciación y transformación celular,
oncogenes (src) transformación celular por retrovirus
factores de crecimiento,
citoquinas
eicosanoides, (leucotrienos y prostaglandinas)
2. Inhibición de DNA topoisomerasas II, y kinasa S6 ribosómica.
transformación de líneas celulares benignas en células cancerígenas
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Modificación del metabolismo de hormonas esteroídicas
3. Aromatasa, 17-b -hidroxi-deshidrogenasa, sulfatasas y sulfotransferasas esteroídicas
Recambio (turnover)
estrogénico
4testosterona estradiol
5. 16-a-hidroxiestrona (Ag R-Estrogénico)/
2-hidroxiestrona (Antag R-Estrogénico).
6. Equol secuestra a la dihidrotestosterona
Aumento de la Globulina transportadora de estrógenos (SHBG), descenso en la fracción libre circulante de los estrógenos endógenos
Cecilio ÁlamoCecilio Álamo
Actividad inhibidora de la angiogénesis
Inhibe el Factor-1 inducible por la hipoxia (HIF-1), (regulador del gen del factor de crecimiento del endotelio vascular (VEFG))
Inducción de apoptosis(activación MAPK, calcio intracelular y potenciación de la Caspasa 3)
OTRAS ACCIONES DE LAS ISOFLAVONAS
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FITOESTRÓGENOS – ACTIVIDAD NO ESTROGÉNICA
FLAVONAS ISOFLAVONASSOJA,
TREBOL ROJO
ESTROGENOS en Tj. Mamario
Conversión de precursores de estrógenos circulantes en tejido canceroso de mama humano.
Andrógenos Sulfato de Estrona
Rice S, Whitehead SA. Phytoestrogens and breast cancer – promoters or protectors? Endocrine-Related Cancer (2006) 13: 995–1015
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ACTIVIDAD DE FITOESTROGENOS SOBRE EL CRECIMIENTO CELULAR EN CÁNCER DE MAMA
La actividad estrogénica receptorialde la genisteina predomina a bajas concentraciones
A elevadas concentraciones predominan actividades anticancerígenas sobre otros sistemas
Rice S, Whitehead SA. Phytoestrogens and breast cancer – promoters or protectors? Endocrine-Related Cancer (2006) 13: 995–1015
Bajas concentraciones de genisteina (< 10 μmol / L)
Estimula crecimiento de células tumorales RE (+) (MCF-7 y T-47D)
No afecta proliferación de células RE (-) MDA-MB 231/435
Altas concentraciones de genisteina (> 10 μmol / L)