Vitamin D effect in the transcriptional profile of breast cancer organotypic culture

1,25(OH)2D3 em concentrações elevadas (10-100nM) exerce efeito antiproliferativo e altera o perfil de expressão gênica de linhagens de câncer de mama. Entretanto, o estudo de linhagens não considera as interações epitéliomesênquima, as quais regulam o desenvolvimento do tumor. Além disso, elevadas concentrações de 1,25(OH)2D3 induzem hipercalcemia in vivo. Nossa proposta foi avaliar as ações de uma dose relativamente baixa de 1,25(OH)2D3, concentração que pode ser alcançada in vivo (0,5nM), e uma concentração farmacológica (100nM) em cultura organotípica de câncer de mama, modelo próximo ao fisiológico que simula as condições in vivo, no perfil de expressão gênica.Para isto, avaliamos a integridade da via pela indução do gene alvo CYP24A1. Inicialmente foram avaliadas amostras de 5 pacientes. Biópsias de câncer de mama foram seccionadas, cultivadas e tratadas por 24h com 1,25(OH)2D3 0.5nM ou 100nM. A cultura organotípica manteve-se viável com preservação das características teciduais e índice de proliferação. O perfil de expressão gênica foi determinado pela análise do chip de microarray (U133 Plus 2.0, Affymetrix). Foram regulados 394 genes (Repeated Measures ANOVA, p<0.05, variação de expressão ³ 1,5) incluindo genes envolvidos em resposta imune e metabolismo celular primário. Foram selecionados 7 genes vitamina D induzidos (cuja variação de expressão foi ³ 2 e concordância no sentido da regulação). Análises complementares foram realizadas em um segundo grupo de pacientes (n=16) cujas amostras foram processadas da mesma maneira por qPCR. Estes genes eram: CD14, IL33, BMP6; DPP4, CA2, SHE e IL1RL1. Observou-se indução da expressão de CA2, DPP4 e CD14 mediante tratamento com 1,25(OH)2D3 100nM e CA2, também pela concentração 0,5nM. Além disso, avaliamos a expressão de genes candidatos num modelo in vitro de transformação mamária composto por células HME, HMELT, HMELT+Ras e também a linhagem MCF7, sob as mesmas condições de tratamento (por qPCR, western blotting, microscopia confocal e ELISA). Todos genes candidatos foram regulados positivamente pela vitamina D no modelo de progressão após o tratamento (RT-qPCR). Dentre eles, CD14, IL1RL1 e SHE também foram induzidos em células MCF7. A fração solúvel de CD14 mostrouse significativamente aumentada, assim como houve indução da proteína CA2 nas linhagens HME and HMELT tratadas com a VD. Concluindo, temos que a via de sinalização da vitamina D é funcional em secção de tecido tumoral cultivadas ex vivo, modelo que preserva as interações epitélio-estroma e simula as condições in vivo. Dentre os diversos genes modulados pela 1,25(OH)2D3, encontram-se CYP24A1, CA2, DPP4 e CD14, os quais podem representar biomarcadores da ação deste hormônio no câncer de mama.High 1,25(OH)2D3 (VD) concentrations (10-100nM) exerts antiproliferative effects and modifies gene expression profile in breast cancer (BC) cell lines. However, studies conducted in cell lines disconsider stromal-epithelium interactions, which are known to regulate breast cancer development. Besides, high VD concentrations may cause hypercalcemia in vivo. Our aim was to evaluate the effects of a relatively low (0,5nM) concentrations of 1,25(OH)2D3 which can be attained in vivo, and pharmacological concentrations (100nM) in an organ culture model, a physiological model which mimics in vivo conditions, by means of differential gene expression profile. Vitamin D pathway integrity was evaluated by the expression of the target gene, CYP24A1. Freshly excised human BC tumor samples were sliced and cultivated in complete culture media containing vehicle, 0.5nM or 100nM 1,25(OH)2D3 for 24 hours. Organotypic culture remained viable with preserved tissue architecture and proliferation index for at least 24 hours. Affymetrix (U133 Plus 2.0) gene expression profiles obtained in five separate tissue samples for each treatment revealed 394 regulated genes (Repeated Measures ANOVA, p