MELITINA INHIBE LA ANGIOGÉNESIS TUMORAL MODULADA POR LAS CÉLULAS PROGENITORAS ENDOTELIALES ASOCIADAS CON LA VÍA DE SDF-1Α SEÑALIZACIÓN / CXCR4 EN UN OSTEOSARCOMA MODELO DE RATÓN CON XENOINJERTO UMR-106

GANG QIN ,  YONGQIANG CHEN ,  HAIDONG LI , SUYANG XU ,YUMEI LI , JIAN SUN ,  WU RAO ,  CHAOWEI CHEN , MINDONG DU , KAIYI HE ,  y YONG YE 

Abstracto

Las células progenitoras endoteliales (CPE) son importantes en la angiogénesis tumoral. El factor 1α derivado de las células estromales (SDF-1α) y su receptor receptor de quimiocinas CXC tipo 4 (CXCR4) son clave en la búsqueda de células madre. La melitina, un componente del veneno de abeja, ejerce actividad antitumoral, sin embargo, los mecanismos subyacentes aún no se han dilucidado. El presente estudio tuvo como objetivo evaluar los efectos de la melitina en EPCs y la angiogénesis en un modelo de ratón de osteosarcoma. Se trataron células UMR-106 y EPC con diversas concentraciones de melitina y se determinó la viabilidad celular usando el ensayo de MTT. Se evaluó la adherencia, migración y capacidad de formación de tubos de EPC. Además, se detectaron niveles de expresión de SDF-1α, AKT y de quinasa regulada por señal extracelular (ERK) 1/2 mediante transferencia Western. Se inocularon ratones atímicos con células UMR-106 para establecer un modelo de ratón de osteosarcoma. Los tumores fueron inyectados con melitina, y sus efectos fueron evaluados por inmunohistoquímica e inmunofluorescencia. La melitina disminuyó la viabilidad de las células UMR-106 y EPCs. Además, disminuyó la adhesión, la migración y la formación de tubos de EPC en comparación con las células control y SDF-1α. La melitina disminuyó la expresión de (p) -AKT fosforilada, p-ERK1 / 2, SDF-1α y CXCR4 en células UMR-106 y CPE en comparación con el control. Las proporciones de clones de diferenciación (CD) 34 / CD133 células doble positivas fueron 16.4 ± 10.4% en el control, y 7.0 ± 4.4, 2.9 ± 1.2 y 1.3 ± 0.3% en tumores tratados con 160, 320 y 640 migración y formación de tubo cuando se compara con control y células tratadas con SDF-1α. La melitina disminuyó la expresión de (p) -AKT fosforilada, p-ERK1 / 2, SDF-1α y CXCR4 en células UMR-106 y CPE en comparación con el control. Las proporciones de clones de diferenciación (CD) 34 / CD133 células doble positivas fueron 16.4 ± 10.4% en el control, y 7.0 ± 4.4, 2.9 ± 1.2 y 1.3 ± 0.3% en tumores tratados con 160, 320 y 640 migración y formación de tubo cuando se compara con control y células tratadas con SDF-1α. La melitina disminuyó la expresión de (p) -AKT fosforilada, p-ERK1 / 2, SDF-1α y CXCR4 en células UMR-106 y CPE en comparación con el control. Las proporciones de clones de diferenciación (CD) 34 / CD133 células doble positivas fueron 16.4 ± 10.4% en el control, y 7.0 ± 4.4, 2.9 ± 1.2 y 1.3 ± 0.3% en tumores tratados con 160, 320 y 640μ g / melitina kg por día, respectivamente (P <0,05). A los 11 días, la melitina redujo el tamaño tumoral en comparación con la del control (control, 4.8 ± 1.3 cm 3 ; melitina, 3.2 ± 0.6, 2.6 ± 0.5 y 2.0 ± 0.2 cm 3 para 160, 320 y 640 μ g / kg, respectivamente, todos P <0.05). La melitina disminuyó la densidad de los microvasos y los niveles de expresión de la proteína SDF-1α y CXCR4 en los tumores. La melitina puede disminuir el efecto del osteosarcoma en la angiogénesis mediada por EPC, posiblemente a través de la inhibición de la vía de señalización SDF-1α / CXCR4.

Osteosarcomas son tumores malignos que surgen de células mesenquimales

EPCs son importantes en la angiogénesis tumoral, SDF-1α y su receptor, CXCR4, son clave en homing de células madre, y la melitina (un componente del veneno de abeja) ejerce una actividad antitumoral, aunque sus mecanismos subyacentes siguen siendodesconocidos.

Además, osteosarcomas mantienen un microambiente del tumor, lo que estimula la angiogénesis. Por lo tanto, se  examinaron los efectos de la melitina en las CPE y la angiogénesis, e investigaron los mecanismos subyacentes de estos efectos.

La exposición a la melitina disminuyó la viabilidad de célulasUMR-106 y EPCs, con IC 50 valores de 6,33 y 4,51 μ g / ml, respectivamente. Además, la melitina disminuyó la adhesión de EPC, la migración y la formación de tubos en comparación con el control y las células tratadas con SDF-1α. Además, los niveles de expresión de p-AKT, p-ERK1 / 2, SDF-1α y CXCR4 en UMR-106 células y EPCs se redujo por la administración de melitina. La melitina disminuyó MVD, y los niveles de expresión de proteínas SDF-1a y CXCR4 en muestras de tejido tumoral.

Las EPC migran a los tejidos tumorales y están implicadas en la angiogénesis tumoral; por lo tanto se presentan como un objetivo potencial en estrategias de tratamiento contra la angiogénesis tumoral. Numerosas etapas del proceso podrían ser objeto, como la movilización del CPE, el reclutamiento y / o diferenciación. Como osteosarcomas son tumores que promueven activamente la angiogénesis, la orientación EPC puede proporcionar un nuevo enfoque para la terapia de osteosarcoma .

EPCs son células madre pluripotentes, que tienen el potencial de diferenciarse en células endoteliales maduras. Sin embargo, la función exacta de la 1α SDF-vía / CXCR4 señalización en la angiogénesis mediada por EPC-en osteosarcomas sigue siendo poco clara. En el presente estudio, la melitina inhibió significativamente la capacidad de la angiogénesis de las CPE, que es inducido por SDF-1α. El presente estudio demuestra que esta inhibición está mediada por la inhibición inducida por la melitina de AKT y ERK1 / 2 angiogénesis en las CPE a través de la inhibición de la vía de fosforilaciónSDF-1α. Por lo tanto, los resultados sugieren que la melitina inhibe la señalización / CXCR4. Los resultados del experimento in vivo sugieren además que la melitina se puede administrar para controlar el crecimiento de osteosarcomas.  Además, los estudios anteriores han indicado que la melitina ejerce ciertos efectos beneficiosos contra el cáncer, tales como la disminución de la invasión tumoral y disminución de la expresión de las proteínas implicadas en la progresión tumoral y la invasión .

La activación de la vía señalizaciónSDF-1α / CXCR4 es importante en la migración EPC y la angiogénesis en los tumores. La activación de CXCR4 por SDF-1α estimula diversas vías de señalización corriente abajo, como fosfoinosítido 3-quinasa (PI3K) / Akt y la proteína quinasa activada por mitógenos / ERK1 / 2 .. Homing EPC y la migración se mejoran mediante la regulación al alza de CXCR4, así como por la mejora de las vías de señalización que están mediadas por CXCR4 . Además, las células tumorales y estroma son la fuente predominante de SDF-1α en el microambiente del tumor.

CXCR4 se expresa en EPCs y dirige las células hacia los tumores para inducir la angiogénesis.

Además, CXCR4 se ha implicado en el crecimiento y metástasis de osteosarcoma. El presente estudio indica que la melitina puede disminuir los niveles de P-Akt y ERK1 / 2 a través de la reducción de expresión de CXCR4 en las CPE. Un estudio previo demostró que la melitina inhibe la PI3K / AKT / diana de rapamicina en células de mamífero vía de señalización en células de cáncer de mama. Sin embargo, se necesitan más estudios para dilucidar los mecanismos exactos involucrados.

En el presente estudio, experimentosin vivo  demostraron que la melitina puede reducir el número de células CD34 / CD133 de doble positivas en un tumor tibial ratón in situ. CD133 células CD34 / doble positivas se consideran EPCs. En los tumores tratados con melitina también se observa que tienen un MVD menor en comparación con la de los controles. MVD se evaluó a través de CD105, que es un marcador de proliferación de células endoteliales vasculares. CD105 es más eficaz que otros marcadores de células endoteliales (tales como CD31 CD34, antígeno relacionado con el factor VIII) tal como se expresa sólo en las células endoteliales vasculares de tejidos tumorales y no en los vasos de los tejidos sanos. Esta característica permite que el proceso de angiogénesis sólo se de en los tumores que deben evaluarse. El presente estudio demostró que la melitina puede reducir eficazmente la angiogénesis inducida por el osteosarcoma.

En conclusión, el presente estudio demuestra que la vía de SDF-1α señalización / CXCR4 es importante en la angiogénesis tumoral EPC modulada. Melitina disminuye de la formación de viabilidad EPC, la migración y el tubo, y la disminución de los niveles de expresión de P-Akt y ERK1 / 2.