Proteomic alterations in different models of epithelial-mesenchymal transition (EMT) induction in breast adenocarcinoma cells

O desenvolvimento tumoral é um processo que compreende diversas etapas e consiste no desenvolvimento progressivo de células normais para um estado neoplásico através de diversas mudanças bioquímicas e fenotípicas. Entre as principais marcas do câncer estão a capacidade de invasão tecidual e metástase. A metástase é responsável por, aproximadamente, 90% das mortes causadas por câncer. Assim, os métodos mais efetivos para a melhoria dos índices de morbidade e mortalidade relacionados ao câncer são a detecção precoce, a prevenção e o tratamento da metástase. O processo de EMT, que ocorre naturalmente durante a embriogênese e reparo tecidual, está envolvido também na progressão e metástase do câncer. A EMT induz alterações celulares e microambientais complexas que resultam na aquisição de um fenótipo mesenquimal pelas células epiteliais, juntamente com um aumento das capacidades migratórias e invasivas celulares. A EMT pode ser induzida por diversos fatores extracelulares, como os fatores de crescimento TGF?, EGF, HGF e PDGF. Além disso, a superexpressão de fatores de transcrição como SNAIL, SLUG, ZEB1 e TWIST1 também é capaz de induzir a EMT in vitro. A fim de ampliar o conhecimento dos mecanismos envolvidos no processo de EMT a nível de proteínas, foram realizadas neste trabalho análises de alterações proteômicas em diferentes modelos de indução da EMT na linhagem de adenocarcinoma de mama MCF7, sendo eles a superexpressão do FT SNAIL, o tratamento com o inibidor de histonas deacetilases SAHA e o tratamento com o fator de crescimento EGF. A análise proteômica detalhada por LC-MS/MS das frações subcelulares de núcleo, citoplasma e membrana das células superexpressando SNAIL gerou uma lista de proteínas reguladas relacionadas com o processo de EMT e que foram avaliadas nos demais modelos de indução. Entre essas, a proteína HDAC1, que teve seus níveis diminuídos pela superexpressão de SNAIL. O tratamento da linhagem MCF7 com o inibidor de histonas deacetilases SAHA demonstrou uma correlação positiva com o aumento dos níveis de SNAIL nas células MCF7, sugerindo um cross-talk entre ambas as proteínas. Além disso, otratamento com SAHA induziu alterações celulares e proteicas que também sugerem a indução do processo de EMT nas células MCF7. Por fim, o tratamento com o fator de crescimento EGF também foi capaz de induzir a EMT nas células MCF7 e apresentou envolvimento na regulação do ciclo celular, alterações de proteínas em comum com os demais tratamentos e regulação diferencial de proteínas entre os subcompartimentos, indicando similaridades entre os processos e potenciais mecanismos de translocação subcelular. Em conclusão, este estudo relevou proteínas alvo relacionadas à EMT, abrindo possibilidades para tentar alterar processos relacionados à progressão tumoral e ao processo metastático.Tumor development is a process comprising several steps and consists in the progressive development of normal cells into a neoplastic state through various biochemical and phenotypic changes. Among the major marks of cancer are the capacity for tissue invasion and metastasis. Metastasis accounts for approximately 90% of cancer deaths. Thus, the most effective methods for improving cancer-related morbidity and mortality rates are early detection, prevention and treatment of metastasis. The EMT process, which occurs naturally during embryogenesis and tissue repair, is also involved in cancer progression and metastasis. EMT induces complex cellular and microenvironmental changes that result in the acquisition of a mesenchymal phenotype by epithelial cells, together with an increase in migratory and invasive cellular capacities. EMT can be induced by various extracellular factors, such as TGF?, EGF, HGF and PDGF. In addition, overexpression of some transcription factors such as SNAIL, SLUG, ZEB1 and TWIST1 is also capable of inducing EMT in vitro. In order to increase the knowledge of the mechanisms involved in the EMT process, we performed proteomic analysis in different models of EMT induction in the MCF7 breast adenocarcinoma cell line, which were the overexpression of SNAIL, treatment with the histone deacetylase inhibitor SAHA and treatment with the growth factor EGF. The detailed proteomic analysis by LC-MS/MS of the subcellular fractions of nucleus, cytoplasm and membrane of the overexpressing SNAIL cells generated a list of regulated proteins related to the EMT process and that were evaluated in the other models of induction. Among these, the HDAC1 protein, which had its levels decreased by SNAIL overexpression. Treatment of the MCF7 cell line with the histone deacetylase inhibitor SAHA showed a positive correlation with the increase of SNAIL levels, suggesting a cross-talk between both proteins. In addition, SAHA treatment induced cellular and protein alterations that also suggest the induction of the EMT process in MCF7 cells. Finally, the treatment with the growth factor EGF was also able to induce the EMT in MCF7 cells and showed involvement in the regulation of the cell cycle, changes in proteins in common with the other treatments and differential regulation of proteins among thesubcompartiments, indicating similarities between the processes and potential mechanisms of subcellular translocation. In conclusion, this study revealed target proteins related to EMT, opening possibilities to try to alter processes related to tumor progression and metastatic process