Vitamin D pathway in canine mammary tumors

A vitamina D (VD) pode estar envolvida no controle da proliferação, diferenciação e apoptose em linhagens mamárias. Existem evidências de que mulheres com câncer de mama apresentam menor concentração sérica de 25(OH)D3 ou de 1,25(OH)2D3 em relação às mulheres sem câncer. Por outro lado, pouco se sabe se a concentração sérica de VD pode influenciar o desenvolvimento de câncer de mama em cadelas e se o hormônio pode ter efeito quimiopreventivo, inibindo o aparecimento de tumores ou mesmo efeito terapêutico, reduzindo a proliferação de células malignas. Logo, nossos objetivos foram comparar a concentração sérica de 25(OH)D3 em animais com e sem tumor mamário e analisar as ações de 1,25(OH)2D3 em glândulas mamárias normais e tumorais de cadelas, utilizando como modelo a cultura de tecidos. Inicialmente foram incluídas 39 cadelas portadoras de tumor de mama e 64 cães sem tumor (controle), sendo que 50 eram fêmeas e 14 eram machos. Observamos que os animais do grupo tumoral possuíam idade mais avançada (mediana de 108 meses) em relação ao grupo controle (mediana de 36 meses para os machos e 24 meses para as fêmeas). No grupo controle, a concentração sérica foi maior nos machos (32,5 ± 19,3 ng/mL) do que nas fêmeas (22,8 ± 9,6 ng/mL), mas não houve diferença em relação ao grupo tumor (26,62 ± 14,25 ng/mL). Em relação à dieta, a concentração sérica de 25(OH)D3 foi maior nas fêmeas do grupo controle que se alimentavam de ração em comparação às que se alimentavam de comida caseira e ração. Entretanto, não houve diferença em relação à exposição ao sol e características da pelagem em todos os animais. No grupo tumoral, houve correlação inversa da concentração sérica de 25(OH)D3 em relação à idade, mas não houve diferença quanto ao tipo histológico ou estadiamento da doença. Foram coletadas 70 amostras de tumor de mama e de tecido mamários normal de cadelas, as quais foram cultivadas em fatias. Dos tecidos tumorais, 50% eram positivos para receptor de estrógeno (acima de 10% de células marcadas) e 44% eram positivos para HER-2 (método HercepTest). Detectou-se expressão gênica e proteica do receptor da vitamina D (VDR) em tecido mamário normal e tumoral, sendo identificado três padrões na imunoistoquímica: I - células epiteliais e mioepiteliais (mais frequentemente encontrada em tecido normal), II - marcação predominante em células mioepiteliais (mais comum em tecido tumoral e III - marcação predominante em células epiteliais. As amostras foram tratadas com 1,25(OH)2D3 nas concentrações 0,228 nM, 2 nM e 100 nM (concentração fisiológica, farmacológica que não induz hipercalcemia e farmacológica que induz hipercalcemia, respectivamente). O conteúdo de VD tecidual avaliado por cromatografia líquida foi crescente de acordo com as concentrações de VD utilizadas, indicando penetração do hormônio nas fatias. Observou-se indução da expressão de CYP24A1, que variou de 27 a 158 vezes dependendo da concentração utilizada, indicando ativação genômica da via da VD e que o tecido permanece metabolicamente ativo em cultura. Entretanto, não houve diferença da expressão gênica de outros genes envolvidos com o metabolismo da VD (CYP27B1), genes envolvidos no controle da proliferação (CDKN1A e CDKN1B) e genes envolvidos com a imunidade (CD14). O tratamento com calcitriol nas diferentes concentrações não induziu a apoptose (expressão proteica de caspase-3 clivada) e não alterou a proliferação nos tecidos normais (expressão proteica de Ki-67), mas diminuiu a proliferação nos tecidos tumorais. Não foi observada correlação entre a indução da apoptose e redução da proliferação com os padrões de expressão proteica de VDR. Concluindo, não observamos diferença na concentração sérica de 25(OH)D3 entre cadelas com tumor de mama e animais controle. Detectamos que o calcitriol em concentração fisiológica ativa a via genômica de VD em mama normal e tumoral e reduz o índice de proliferação (expressão de Ki-67) nos tumores de mamaVitamin D (VD) may be involved in the control of proliferation, differentiation and apoptosis of mammary cell lines exposed to high concentrations of the hormone. There is some evidence that women with breast cancer present lower serum level of 25(OH)D3 or 1,25(OH)2D3 compared to women without cancer. Moreover, little is known if serum concentration of VD can influence the development of mammary tumors in dogs and if the hormone may have chemopreventive effect by inhibiting the appearance of tumors or therapeutic effect, reducing the proliferation of malignant cells. Therefore, our goals were to compare the serum 25(OH)D3 level in animals with and without mammary tumor and to analyze 1,25(OH)2D3 effects in normal and tumoral canine mammary glands, using as a model the tissue culture. At first, 39 bitches with mammary tumor and 64 dogs without tumor (control), of which 50 were females and 14 were males were included. Animals in tumor group were older (median 108 months) compared to control group (median 36 months for males and 24 months for females). In control group, serum concentration was higher in males (32.5 ± 19.3 ng/mL) than in females (22.8 ± 9.6 ng/mL), but there was no difference when compared to tumor group (26.62 ± 14.25 ng/mL). Regarding diet, serum 25(OH)D3 level was higher in control bitches fed commercial pet food compared to those fed homemade and commercial pet food combined. However, there was no difference of serum 25(OH)D3 concentration, sun exposure and coat features. In tumor group, there was an inverse correlation between serum 25(OH)D3 and age, but there was no difference in 25(OH)D3 concentration among bitches with different histological type or clinical stage of the disease. Seventhy bitches diagnosed with mammary tumors had tumor and mammary samples collected, sliced and cultured. In tumor tissues, 50% were positive for estrogen receptor (over 10% of cells stained), and 44% were positive for HER-2 (HercepTest method). Vitamin D receptor (VDR) protein and genic expression was detected in normal and tumoral samples. Three patterns of VDR were detected by immunohistochemistry: I - localizated in epithelial and myoepithelial cells (more often in normal tissues), II - predominantly in myoepithelial cells (most common in tumor tissues) and III - predominantly in epithelial cells. Normal anmammary slices were treated with 1,25(OH)2D3 0.228 and 100nM concentrations (concentration physiological and pharmacological, respectively) and mammay tumor slices were treated with 1,25(OH)2D3 2 nM concentrations (drug concentration which does not induce hypercalcemia) and 100 nM, for 24 hours. VD tissue content measured by liquid chromatography was higher in samples exposed to high VD concentration, indicating penetration of the hormone in slices. VD treatment induced CYP24A1 expression, 27 to 158 fold depending on the concentration used, and indicating activation of the VD genomic pathway. This result also suggest that the tissue remains metabolically active in culture. However, no difference in gene expression of other target genes such as CYP27B1, genes involved in proliferation as CDKN1A and CDKN1B and genes involved in immunity, such as CD14. Calcitriol treatment at different concentrations did not induce apoptosis (protein expression of cleaved caspase-3) and did not alter proliferation in normal tissues (expression of protein Ki -67), but decreased proliferation in tumor tissues. No correlation was observed between the induction of apoptosis and reduction of proliferation with the protein expression patterns of VDR. In conclusion, no difference in serum 25(OH)D3 between bitches with mammary tumor and control animals was observed. In normal and tumoral mammary samples calcitriol physiologic concentration activated VD genomic pathway and in tumor samples calcitriol reduced the proliferation index (Ki-67