The role of maspin in the mammary gland morphogenesis

Maspina foi inicialmente identificada em células de tumor de mama. Maspina tem diversas atividades biológicas, tais como a inibição da migração celular, o aumento da adesão celular, a inibição da angiogênese e o controle da expressão gênica, da morte celular e do estresse oxidativo. Vários estudos indicam que a maspina é uma proteína supressora de tumor e metástase. No entanto, diversos estudos mostraram haver incongruências na relação entre os níveis de maspina e o prognóstico do câncer, em que tumores com níveis elevados de maspina estão relacionados a prognósticos ruins da doença. Essas divergências podem ser explicadas pela localização subcelular de maspina nas células desses tumores. Já foi visto que a presença de maspina no núcleo está associada a um bom prognóstico, enquanto a sua localização citoplasmática correlaciona-se a um prognóstico ruim. Nosso grupo mostrou que a maspina é pouco expressa na glândula mamária virgem adulta, mas volta a ser detectada no final da gestação, seus níveis se elevam na lactação e diminuem na involução. Na lactação, encontramos oito diferentes formas fosforiladas de maspina, cujos níveis caem abruptamente na involução. Nesta fase do desenvolvimento mamário, a maspina é predominantemente citoplasmática, mas também é encontrada no núcleo em três diferentes níveis: núcleo negativo, núcleo parcialmente positivo, e núcleo positivo. Esses dados mostram que a expressão, fosforilação e localização subcelular de maspina são reguladas durante o desenvolvimento da glândula mamária, sugerindo uma possível regulação hormonal. Em vista desses resultados, e das diversas funções biológicas desempenhadas por maspina, o objetivo deste trabalho foi investigar o papel de maspina na morfogênese da glândula mamária durante a puberdade. Os níveis de expressão da maspina são regulados ao longo da puberdade, assim como a sua localização subcelular. Maspina está expressa nas células epiteliais luminais e mioepiteliais. Os hormônios estrógeno e progesterona estão presentes em altos níveis na puberdade e seus receptores são expressos em células não proliferativas. Na glândula mamária de 6 semanas de idade, as células que expressam o receptor de estrógeno apresentam núcleo positivo para a maspina, enquanto isso foi raramente observado nas células que expressam o receptor de progesterona. Apesar dessa correlação, o tratamento de fêmeas de camundongo com 17-β-Estradiol não modificou a localização subcelular de maspina. Interessantemente, não há expressão de Ki67 (marcador de proliferação celular) em células com núcleo positivo para a maspina. Além disso, o silenciamento de maspina em células EpH4 deu origem, em cultura 3D, a um esferóide mamário menor e aumentou o número de ramificações, quando comparados ao controle. Já em células epiteliais mamárias primárias, quando injetadas no cleared fat pad, o silenciamento de maspina resultou em um atraso no desenvolvimento da árvore ductal, indicando que a maspina é essencial na morfogênese mamária. Esses dados, nos trouxe um passo adiante, em direção a compreensão da função de maspina na morfogênese mamária, e consequentemente do seu papel na tumorigênese e progressão maligna do câncer de mama.Maspin was initially identified in breast tumor cells.Maspin has many biological activities, such as inhibition of cell migration, increased cellular adhesion, angiogenesis inhibition, gene expression control, cell death, and oxidative stress control. Several studies indicate that maspin is a tumor and metastasis suppressor protein. However, some studies find a incongruities in the relation between maspin levels of expression and the prognosis of cancer, since tumors with high levels of maspin are associated with poor prognosis of the disease.These divergences can be explained by the subcellular location of maspin in tumor cells. It has been shown that the presence of maspin in the nucleus is associated with a good prognosis, whereas cytoplasmic localization correlates with a poor prognosis. Our group showed that maspin is poorly expressed in the adult virgin mammary gland, but is detected again at the end of pregnancy, maspin levels rise during lactation and decrease during involution. In lactation, we found eight different phosphorylated forms of maspin, whose levels drop abruptly in the involution. At this stage of the mammary gland development, maspin is predominantly cytoplasmic, but it is also found in the nucleus at three different levels: negative nucleus, partially positive nucleus, and positive nucleus. These data suggest maspin expression, phosphorylation and subcellular localization of maspin are regulated during the mammary gland development, suggesting a possible hormonal regulation. Due to these results and the various biological functions of maspin, the objective of this work was to investigate the role of maspin in the morphogenesis of the mammary gland during puberty. The levels of maspin expression are regulated throughout puberty, as well as its subcellular localization. Maspin is expressed by luminal and myoepithelial cells. The hormones estrogen and progesterone are present at high levels at puberty, and their receptors are expressed in non-proliferative cells. In the 6-week-old mammary gland, cells that express the estrogen receptor have maspin positive nuclei, whereas this was rarely seen in cells that express the progesterone receptor. Despite this association, 17-β-Estradiol treatment of female mice did not change maspin subcellular localization. Interestingly, there is no expression of Ki67 (a cell proliferation marker) in cells with maspin positive nuclei. In addition, the knockdown of maspin in EpH4 cells originated, in 3D culture, smaller mammary spheroids and increased number of branches compared to control. Maspin knockdown resulted in a delay of mammary gland branching morphogenesis in transplant assays. These results bring us a step ahead towards understanding maspin function in mammary morphogenesis, and its role in breast cancer tumorigenesis and progression