Angiogenesis, CD34+ cancer stem-cells and simvastatin in a chemically induced mammary carcinogenesis model

O câncer de mama é a neoplasia maligna mais frequente e a primeira causa de óbito por neoplasia em mulheres. A despeito de toda a pesquisa e todos os progressos realizados até o momento, a morbimortalidade ainda é alta em pacientes em estádio avançado. Recentemente, foi descrito um novo modelo de carcinogênese no qual as células-tronco (CT) seriam responsáveis pela origem, heterogeneidade morfológica e autorrenovação das neoplasias malignas. Apoiando essa teoria, observam-se, na maioria das neoplasias sólidas, células com características biológicas e fenotípicas de CT, as quais são designadas células-tronco neoplásicas (CTN). Estando associadas à resistência terapêutica e recidivas tumorais a longo prazo, as CTNs constituem um importante alvo de estudos fisiopatológicos e farmacológicos. Além das CTNs, outro importante alvo terapêutico em câncer de mama é representado pela angiogênese tumoral. Contudo, raros são os estudos focados nas interrelações dessas duas estratégias. As estatinas constituem um grupo de fármacos utilizados no tratamento de primeira linha das dislipidemias e na prevenção de suas consequências cardiovasculares. Além dos efeitos antidislipidêmicos, são descritas propriedades antineoplásicas, cujas bases parecem estar associadas a ações antiapoptóticas e antiangiogênicas, ainda não totalmente esclarecidas. Resultados preliminares in vitro de Gauthaman et al. e in vivo do grupo de pesquisa em que o presente trabalho se insere apontam um efeito inibitório de estatinas (principalmente as lipofílicas) sobre CTN mamárias humanas e murinas. Assim sendo, buscou-se neste trabalho elucidar o efeito da sinvastatina sobre angiogênese tumoral, CTNs CD34+, além de investigar possíveis interrelações fisiopatológicas desses importantes elementos tumorais. Para tanto, utilizou-se um modelo consagrado de carcinogênese mamária (baseado na indução com 7,12-dimetilbenz(a)antraceno [DMBA]) em ratas Sprague-Dawley, sendo a primeira vez em que o fenômeno de angiogênese é descrito neste modelo. Após a aplicação do protocolo experimental e a eutanásia dos animais controles e experimentais, suas linhas mamárias (contendo ou não tumores) foram avaliadas morfologicamente e do ponto de vista de imunoexpressão de CD34. Nos animais tratados com sinvastatina (na dose de 40mg/kg), houve uma maior representação tecidual relativa do subtipo histológico "carcinoma ductal" quando comparado ao tecido tumoral virgem de tratamento, fato que sugere um efeito da sinvastatina sobre a plasticidade morfológica das neoplasias induzidas pelo DMBA. Também se observou redução significativa da densidade microvascular do tecido tumoral tratado em relação ao não tratado. Contudo, não foi observado efeito significante da sinvastatina sobre as CTNs CD34+, neste modelo, o que contraria resultados in vitro relatados na literatura, bem como resultados in vivo deste grupo de pesquisa. Em conclusão, neste modelo, o tratamento crônico (14 dias) com sinvastatina (na dose de 40mg/kg, ao dia - dose comparada à utilizada na terapêutica antidislipidêmica em seres humanos), apresenta efeito antiangiogênico e modulador da heterogeneidade morfológica em tumores mamários induzidos pelo DMBA.Breast cancer is the most common malignancy and the leading cause of death from cancer among females worldwide. Despite all the research and all the progress achieved so far, the morbidity and mortality due to this cancer remains high in patients at advanced stages. Recently, it was described a new model of carcinogenesis in which stem cells (SC) could be responsible for the origin, morphological heterogeneity and self-renewal of cancer. In support of this theory, it has been observed, in most solid tumors, the presence of cells showing phenotypic and biological characteristics of stem cells, which have thus been designated cancer stem cells (CSC). Being associated with therapeutic resistance and tumor recurrence in the long run, CSCs constitute an important target in pharmacological and pathophysiological studies. In addition to CSCs, promising therapeutical targets also include tumor angiogenesis. Nevertheless, very few studies have focused on the interrelations of these two strategies. Statins are first-line anti-dyslipidemic drugs which have been shown to possess anti-neoplastic properties - possibly related to anti-apoptotic and/or anti-angiogenic effects (although these putative mechanisms have not yet been entirely investigated). Based on preliminary results of Gauthaman et al. (in vitro data) and of our group (in vivo data), indicating that statins (specially the lipophilic ones) may have a specific inhibitory effect over mammary CSCs, we sought to elucidate the in vivo effect of simvastatin on tumor angiogenesis and CD34+ CSC, simultaneously; this was achieved using a well-recognized carcinogenesis model, where a single dose of 7,12-Dimethylbenz(a)anthracene (DMBA) is used to induce of mammary tumors in Sprage-Dawley female rats. Of notice, this is the first time angiogenesis is quantitatively and morphologically assessed in this model. Our results show that simvastatin significantly increases the relative participation of invasive ductal carcinoma as a subcomponent of the induced mixed tumors, suggesting that this drug may modulate the morphologic plasticity of DMBA-induced mammary neoplasms. It was also observed a significant reduction in the microvessel density (MVD) of treated tumor tissue, when compared to that of untreated specimens. No significant difference was seen in terms of CD34+CSC number, when comparing treated and untreated tissues, which is in clear contrast to in vitro results reported in the literature and to our own in vivo results (using other CSC markers). In conclusion, in the present protocol, simvastatin, at the dose of 40mg/kg daily for 14 days (which is comparable to the anti-dyslipidemic doses used in humans), has anti-angiogenic and morphologic effects on DMBA-induced mammary tumors, but no significant action on CD34+ CSCs