Extracto
La proteína morfogenética ósea (BMP) cascada de señalización se activa de forma aberrante en células no pequeñas humano cáncer de pulmón (NSCLC), pero no en las células epiteliales de pulmón normales, lo que sugiere que el bloqueo de la señalización de BMP puede ser un enfoque terapéutico eficaz para el cáncer de pulmón. Estudios anteriores demostraron que algunos antagonistas de BMP, que se unen a ligandos extracelulares BMP y evitan su asociación con los receptores de BMP, reducen drásticamente el crecimiento del tumor de pulmón. Sin embargo, la aplicación clínica de los antagonistas de BMP a base de proteínas está limitada por vidas medias cortas, pobres entrega intra-tumor, así como la resistencia causadas por posibles mutaciones de ganancia de función en el de aguas abajo de la vía de BMP. BMP inhibidores de moléculas pequeñas que se dirigen a las cascadas intracelulares BMP serían ideales para el desarrollo de fármacos contra el cáncer. En una estructura y actividad de estudio de pez cebra a base de embrión, que previamente identificado un grupo de inhibidores de molécula pequeña altamente selectivos que antagonizan específicamente el dominio quinasa intracelular de tipo BMP receptores I. En el presente estudio, hemos demostrado que DMH1, uno de tales inhibidores, la proliferación de células de pulmón potentemente reducida, promueve la muerte celular, y disminución de la migración celular y la invasión en las células de NSCLC mediante el bloqueo de la señalización de BMP, tal como se indica por la supresión de Smad 1/5/8 fosforilación y la expresión génica de Id1, ID2 e ID3. Además, el tratamiento DMH1 redujo significativamente el crecimiento del tumor en el pulmón humano modelo de xenoinjerto de cáncer. En conclusión, nuestro estudio indica que los inhibidores de molécula pequeña de receptores BMP tipo I pueden ofrecer una nueva estrategia prometedora para el tratamiento del cáncer de pulmón
Visto:. Hao J, Lee R, Chang A, Fan J, C Labib, Parsa C, et al. (2014) DMH1, un inhibidor de molécula pequeña de BMP tipo I receptores, suprime el crecimiento y la invasión de cáncer de pulmón. PLoS ONE 9 (3): e90748. doi: 10.1371 /journal.pone.0090748
Editor: Carl G. Maki, Rush University Medical Center, Estados Unidos de América
Recibido: 12 Diciembre, 2013; Aceptado: 5 Febrero 2014; Publicado: 6 Marzo 2014
Derechos de Autor © 2014 Hao et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. Este trabajo fue apoyado por el fondo semilla de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad Western de Ciencias de la Salud (JH), y la Universidad del Oeste de Fondo de Desarrollo de la Facultad de Ciencias de la Salud (YH). Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
el cáncer de pulmón es uno de los tipos más comunes de cáncer y la principal causa de muerte por cáncer. Se espera que unos 228.190 casos de cáncer de pulmón que recién diagnosticada en 2013, lo que representa ~27% de todas las muertes por cáncer cada año en los EE.UU. [1]. El principal tipo de cáncer de pulmón, el cáncer no microcítico de pulmón no microcítico (CPNM), comprende aproximadamente el 85% de todos los cánceres de pulmón diagnosticados. A pesar de las mejoras en el diagnóstico y la quimioterapia, la tasa de supervivencia a 5 años para los pacientes con NSCLC es aún muy baja. Recientemente, grandes progresos se han hecho en la comprensión de los mecanismos moleculares que impulsan el desarrollo del cáncer de pulmón, lo que resultó en unos pocos terapias dirigidas [2]. Sin embargo, los pacientes que responden inicialmente invariablemente recaída. Existe la necesidad de identificar nuevas dianas para el NSCLC.
Proteínas morfogenéticas
óseas (BMP) son miembros de la superfamilia de TGF-β y su actividad biológica está mediada a través de la formación de complejos heterodiméricos del tipo I y tipo BMP II serina /treonina quinasas receptores. Después de la unión del ligando, el tipo de BMP receptores I son fosforilados por las constitutivamente activa los receptores de tipo II, lo que lleva a la fosforilación de las proteínas intracelulares Smad 1/5/8, que luego forman un complejo con Smad4 y se translocan en el núcleo para regular la respuesta transcripcional [3], [4]. Más de 20 ligandos BMP se han identificado hasta la fecha [5]. La sobreexpresión de BMP-2 se ha asociado con ~98% de NSCLC y otros tipos de tumores malignos [6], [7]. Además, la expresión de BMP-2 en líneas celulares de NSCLC mejoradas significativamente el crecimiento tumoral en un modelo de ratón de cáncer de pulmón forzado después de la inyección intravenosa de la cola de las células tumorales [8]. Por el contrario, el antagonista de BMP Noggin y la spp24 pseudoreceptor extracelular (fosfoproteína secretada 24 kD) reducen drásticamente el crecimiento del tumor de pulmón en modelos subcutáneos de xenoinjerto de ratón [9], [10], lo que sugiere que la inhibición de la señalización de BMP puede ser una terapia eficaz para el cáncer de pulmón . Sin embargo, la BMP antagonistas o pseudoreceptor spp24 a base de proteínas interfiere principalmente la unión de ligandos BMP extracelulares a sus receptores. Su aplicación clínica podría estar limitada por posibles mutaciones con ganancia de función en los miembros posteriores de la BMP en cascada o una vida media corta y entrega pobre para tumores que son problemas comunes asociados con la terapia a base de proteínas de señalización
.
en un
in vivo
relación estructura-actividad de estudio basado en un modelo de desarrollo embrionario del pez cebra, que previamente identificado un grupo de inhibidores moleculares pequeños BMP altamente selectivos, incluyendo DMH1 y DMH2, que bloquean específicamente la señalización de BMP por la orientación de la quinasa intracelular dominio de tipo receptores de BMP I [11] (la estructura de DMH1 se muestra en la Figura 1A). Un estudio muy reciente informó que DMH2, uno de nuestros inhibidores de BMP, efectivamente disminuyó el crecimiento y la muerte celular inducida de células de NSCLC
in vitro
[12]. Sin embargo, no se ha informado
in vivo
estudio de los inhibidores de BMP moleculares pequeños en el crecimiento del tumor NSCLC. Como DMH1 muestra una mejor selectividad para los receptores BMP tipo I que DMH2 [11], en el presente estudio se investigaron los efectos de DMH1 sobre la proliferación celular, la migración y la invasión de las células NSCLC líneas
in vitro, así como
en el crecimiento del tumor de xenoinjerto de pulmón en ratones. Nuestro estudio demostró que DMH1 fue capaz de reducir significativamente el crecimiento de células NSCLC, la migración y la invasión, y atenuar el crecimiento del tumor de pulmón xenoinjerto
in vivo
Estructura química de DMH1.; (B) de Western blot para fosforilada Smad1 /5/8 en células A549 tratadas con DMH1 a diversas concentraciones (1, 3, y 5 mM); Resultados (C) QPCR de Id1, 2 y 3 en las células A549 tratadas con DMH1 y el vehículo DMSO. *:.
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Materiales y Métodos
Cultivo de células y reactivos
Se adquirieron células A549 y H460 de la American Type Culture Collection (ATCC, Manassas, VA), cultivadas en RPMI 1640 suplementado con 10% FBS (Gibco) y 1% de penicilina-estreptomicina (Cellgro) en una atmósfera de 5% de CO
2 a 37 ° C.
Western Blot
Las células se lisaron en RIPA buffer de lisis celular (Santa Cruz, Santa Cruz, CA) suplementado con cóctel inhibidor de la proteasa (Santa Cruz) y cóctel inhibidor de fosfatasa 2 (Santa Cruz). Las concentraciones de proteína se determinaron mediante el uso de kit de proteína BCA (Thermo Fisher), y lisado celular se aisló en SDS-PAGE y se transfirieron a una membrana de PVDF. Alpha-tubulina y p-Smad1 /5/8 fueron detectados por el sistema de Odyssey (Li-Cor Bioscience) después de la incubación con los anticuerpos primarios y secundarios apropiados. Los anticuerpos primarios utilizados fueron conejo anti-p-Smad1 /5/8 (Cell Signaling Tech, 1:1000 dilución) y el ratón anti-alfa-tubulina (Cell Signaling Tech, 1:1000 dilución). Los anticuerpos secundarios utilizados incluyen IRDye 680-conjugado de cabra anti-IgG de conejo (Li-Cor Bioscience, 1:5000 dilución) y de cabra IRDye 800CW-conjugado anti-IgG de ratón (Li-Cor Bioscience, 1:5000 dilución).
herida por arañazo de la célula de ensayo
células A549 y H460 se sembraron en placas de 35 mm para crear una monocapa confluente. Los platos se dejaron incubar durante la noche con el fin de permitir que las células se adhieren a la parte inferior del plato. Al día siguiente, las heridas fueron creados por un cero directamente de una punta de pipeta en el centro de la cultura. Las células se trataron después con DMSO o DMH1 a 1 M y 3 M concentraciones. Se tomaron fotografías cuando se crearon las heridas y después de la incubación 24 horas de uso de la microscopía de contraste de fase, y las distancias brecha se evaluaron cuantitativamente usando ImageJ software (NIH). El distancias de separación después de 24 h de incubación se normalizaron con la distancia de separación a las 0 horas como las tasas de migración.
Ensayo de proliferación celular
Cerca de 10.000 células por pocillo A549 se sembraron en placas de 96 pocillos y se incubaron durante toda la noche. El medio de cultivo se cambió entonces a un medio fresco que contiene DMSO o DMH1 a diversas concentraciones. Las células se incubaron entonces durante 48 horas y 96 horas antes de la terminación del tratamiento mediante la sustitución del medio con 100 l de ácido tricloroacético al 10% (Sigma) en 1 x PBS, seguido de incubación a 4 ° C durante al menos 1 hora. Posteriormente, las placas se lavaron con agua y se secó al aire. Las placas se tiñeron con 50 l 0,4% sulforodamina (SRB, Sigma) de ensayo en ácido acético al 1% durante 30 minutos a temperatura ambiente. colorante no unido se lava con ácido acético 1%. Después de secado al aire y la solubilización del colorante unido a proteína en solución Tris 10 mM, se leyó la absorbancia en un lector de microplacas a 565 nm.
Cuantitativa en tiempo real PCR
células A549 y H460 sembraron en placas de 6 pocillos a una densidad de 3 x 10
5 células por pocillo se trataron con DMSO o DMH1 durante 24 horas. El ARN total se extrajo usando el reactivo TRIzol (Invitrogen) siguiendo el protocolo del fabricante. cDNA se sintetizó usando la alta capacidad de cDNA Reverse Transcription Kit (Applied Biosystems). PCR en tiempo real se llevó a cabo utilizando la mezcla de alimentación SYBR Green PCR Master (Applied Biosystems) y con el Applied Biosystems 7300 Sistema de PCR. Todos los controles de amplificación y las muestras se realizaron por triplicado. El primer secuencias están disponibles bajo petición.
Modificado Boyden ensayo de cámara de
invasión celular se midió utilizando un sistema de inserción de 24 multipocillos (8 membrana M, BD Biosciences) de acuerdo con la instrucción de fabricación. Los insertos de cultivo de células se recubrieron con matrigel (BD Biosciences). Las células A549 se sembraron a una concentración de 3 x 105 células /cámara, Después de 24 h de incubación con o sin DMH1 (3 M), las células que no se habían trasladado a los pocillos inferiores se han retirado de la cara superior de los filtros utilizando hisopos de algodón , se contaron y las células que invadieron a través de los matrigel recubierto-insertos. Los valores medios de tres campos seleccionados al azar fueron obtenidos para cada pozo. Los experimentos se realizaron por duplicado. Los valores medios de tres campos al azar fueron obtenidos para cada pozo.
xenoinjerto de pulmón crecimiento del tumor
Este estudio se llevó a cabo en estricta conformidad con las recomendaciones de la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio de los Institutos nacionales de Salud. El protocolo experimental animal fue aprobado por la Universidad Western de Ciencias de la Salud Cuidado de Animales institucional y el empleo Comités (IACUC). Se hicieron todos los esfuerzos para minimizar el sufrimiento de los animales. células A549 Sub-confluentes se trataron con tripsina y después se suspendieron en medio RPMI 1640 libre de suero. La suspensión de células (1 × 10
6 células en 100 l de medio para cada inyección) se inyectó por vía subcutánea en el derecho y costados de ratones NOD de edad SCID de ocho semanas (Taconic, Hudson, Nueva York) (dejaron n = 5 para cada grupo). Los ratones recibieron inyección intraperitoneal (i.p.) del vehículo (12,5% de 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina) o 5 mg /kg DMH1 cada dos días. Los tamaños de los tumores se midieron con un calibrador vernier del sexto día a la cuarta semana después de la implantación del tumor. El volumen tumoral (V) se calculó de acuerdo con la formulación: Volumen = (anchura) ∧2 x longitud /2. Los tejidos tumorales se diseccionaron al final del estudio, y se seccionaron y se tiñeron con H & amp; E, y para el análisis inmunohistoquímico.
análisis de la muestra tumoral
tejidos tumorales de pulmón, tanto del vehículo y DMH1 trataron a ratones fueron extirpados y se fijaron inmediatamente en formalina y embebidos en bloques de parafina. Los tumores embebidos se cortaron en 3 micras de grosor y se tiñeron con H & amp; E para determinar la morfología. La proliferación celular en los tumores se realizó en Patología Inc. Laboratories (Torrance, California) detectada por inmunotinción con un anticuerpo para Ki67 (Dako MIB-1 Clone, Carpinteria, California), que se utiliza en 01:50 en el sistema de tinción Leica Bond III IHC. Las secciones teñidas se visualizaron y fotografiaron con un sistema de captura de imágenes de microscopio Nikon (Nikon DS-Ri1) y software de dominio público (NIH Image v1.60).
El análisis estadístico
Los datos se expresan como media ± error estándar. Los datos fueron analizados utilizando NCSS 2007 (Kaysville, UT) a través de la prueba t para la comparación de dos medias, una manera ANOVA con post-hoc LSD de Fisher prueba para la comparación de múltiples medios y medidas repetidas ANOVA con Tukey-Kramer post-hoc test para los
in vivo
xenógrafo estudios. Los datos se representa gráficamente y ajuste de curvas se analizó con GraphPad Prism versión 6 (La Jolla, CA). Para todos los análisis estadísticos, se indicaron medios para ser estadísticamente diferente cuando
p
. & Lt; 0,05
Resultados
DMH1 bloquea la señalización de BMP en las células NSCLC
en primer lugar, examinamos si DMH1 puede bloquear la señalización de BMP en células de NSCLC mediante Western Blot y cuantitativa en tiempo real PCR (qPCR). células A549 NSCLC fueron tratados con el vehículo (DMSO) o DMH1 a los 1, 3, y 5 mM durante 24 horas, respectivamente. análisis de transferencia de Western indicó que las células A549 muestran relativamente alta basal fosfo-Smad 1/5/8 expresión, y el tratamiento DMH1 bloquearon eficazmente Smad 1/5/8 fosforilación de una manera dependiente de la dosis (Figura 1B). Puesto que los inhibidores de la /diferenciación de unión a ADN (ID) miembros de la familia son mediadores directos de la BMP de señalización [13], y que están involucrados en la invasión, la proliferación y la metástasis de las células del cáncer [14], que mide la expresión del gen de Id1, Id2 e ID3 en el A549 por qPCR. Después del tratamiento de 24 horas, 3 y 5 DMH1 M disminuido fuertemente la expresión de todos los tres genes (Figura 1C). Tomados en conjunto, DMH1 puede bloquear de manera efectiva la señalización de BMP en las células de NSCLC.
DMH1 disminuye la migración celular y la invasión NSCLC
Dado que la migración celular y la invasión se sabe que juegan un papel importante en la progresión de la metástasis del cáncer , se examinaron los efectos de DMH1 sobre la migración celular y la invasión NSCLC
in vitro
. Se utilizó el ensayo de los arañazos de la herida para determinar la migración de células de NSCLC mediante la creación de huecos de heridas en las células cultivadas A549 [15]. Las células se trataron después con DMSO, uno de los ligandos BMP BMP4 o DMH1 durante 24 horas, respectivamente, y las distancias brecha se normalizaron luego con las distancias inicialmente medidos. BMP4 se utilizó debido a que ha compartido con la función BMP2 pero con mayor potencia. Como se muestra en la Figura 2A y 2B, BMP4 acelerado notablemente la migración celular, mientras que DMH1 ralentizó drásticamente la migración de una manera dependiente de la dosis. Efectos similares de BMP4 y DMH1 sobre la migración celular se observaron también en otra línea celular de NSCLC H460 (Figura 2C). Además, se analizó el efecto de DMH1 en la invasión de células mediante el uso de ensayo de cámara de Boyden modificada. Las células A549 se sembraron en cámaras de matrigel recubierto, seguido de 24 h de incubación con o sin DMH1. 3 M DMH1 reducido dramáticamente la invasión de células A549 a través de membranas matrigel recubierto con aproximadamente un 52% en comparación con los controles del vehículo (Figura 2D).
Imágenes representativas de los ensayos realizados a los arañazos de la herida en las células cultivadas A549 tratadas con DMSO , BMP4 y DMH1 (1 M y 3 M) durante 24 horas. migraciones (B) celular de las células A549 fueron cuantificados por las distancias brecha después de 24 horas de tratamiento normalizado con las distancias inicial de la diferencia. migraciones (C) celular de células H460 se cuantificaron en una manera similar. (D) El efecto de DMH1 (3 M) en la invasión de células A549 se determinó usando un ensayo de cámara de Boyden modificado en un sistema de inserción de 24 multipocillos (membrana 8 M, BD Biosciences), recubierta con matrigel. *:
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DMH1 reduce la proliferación de células NSCLC e induce la muerte celular
A continuación examinó los efectos de DMH1 en células de NSCLC. la proliferación y la supervivencia. las células A549 se trataron con DMH1 y el vehículo DMSO durante 48 horas, y la proliferación celular se determinó por el ensayo de sulforodamina B (SRB). El resultado mostró que 5 M DMH1 condujo a una reducción de aproximadamente 10% en el crecimiento celular después de dos días de tratamiento, lo que sugiere que la inhibición de la señalización de BMP por DMH1 reduce significativamente la proliferación de células de cáncer de pulmón
in vitro
(Figura 3A). Además, se analizó el efecto de DMH1 en la supervivencia celular A549 también. las células A549 se trataron con DMH1 o vehículo DMSO durante 72 horas, y flotando y se cosecharon y se tiñeron con azul de tripano para determinar el número de células muertas y moribundas células adherentes. En contraste con el tratamiento con vehículo, DMH1 aumentó significativamente el porcentaje de células muertas en 5 M concentraciones, lo que sugiere que antagonizar BMP señalización por DMH1 aumenta significativamente la muerte de células de cáncer de pulmón (Figura 3B). Así, el tratamiento DMH1 puede reducir drásticamente la proliferación de células NSCLC e induce la muerte celular
in vitro.
células A549 se trataron con DMH1 (3 y 5 mM) o DMSO durante 48 horas y la proliferación celular se determinado por el ensayo de sulforodamina B (SRB). células A549 (B) fueron tratados con DMH1 o DMSO durante 72 horas, y las células se recogieron para el ensayo de la muerte celular mediante la tinción de azul de tripano. *:
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DMH1 atenúa el crecimiento de tumores de pulmón en ratones de xenoinjerto
A continuación examinó el efecto de DMH1 en células tumorales de pulmón. el crecimiento
in vivo
. Las células A549 se inocularon por vía subcutánea en los dos lados de los flancos traseros inferiores de ratones inmunodeficiencia combinada severa (SCID). Intraperitoneal (ip) del vehículo (12,5% de 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina, n = 5) o 5 mg /kg DMH1 (n = 5) se iniciaron en el mismo día de la implantación de células tumorales y se realizaron cada dos días durante 4 semanas. Los volúmenes tumorales se miden regularmente a partir de la sexta días después de la implantación. El crecimiento del tumor se encaja en una curva de crecimiento exponencial (Figura 4A) (R
2 = 0,87 y 0,84 para los ratones tratados DMH1 y de control, respectivamente). El resultado indicó que la tarifa para doblar el tamaño del tumor en ratones tratados con DMH1 fue de aproximadamente un día más que los controles (5,6 frente a 4,7 días en el DMH1 tratados y los ratones de control, respectivamente) (Figura 4A). Como los volúmenes de los tumores iniciales fueron similares, no se observaron diferencias estadísticas entre los dos grupos hasta el día 25. Al final del tratamiento de 4 semanas, el tratamiento DMH1 resultó en una reducción estadísticamente significativa en los volúmenes del tumor en aproximadamente un 50% en comparación con el control del vehículo grupo (valor p & lt; 0,05) (Figura 4B). Los pesos corporales de ratón se midieron cada dos días durante todo el experimento, y no se observaron cambios en el peso notables tanto en el control y DMH1 grupos tratados, sugiriendo una ausencia de efecto tóxico DMH1 a la dosis administrada (datos no mostrados). Para examinar más a fondo el efecto de DMH1 sobre la proliferación de células tumorales
in vivo
, muestras de tejido tumoral, tanto del control del vehículo y los grupos de tratamiento DMH1 fueron sometidos a hematoxilina y eosina-manchado (H & amp; E) y humano específico tinción Ki67 . H & amp; E secciones se examinaron para las regiones que contenían las células tumorales y del estroma, y el resultado indican tanto el vehículo como DMH1 tratados grupos consistieron en un adenocarcinoma diferenciado morfológicamente similar (datos no mostrados). Sin embargo, el estudio inmunohistoquímico mostró una disminución significativa visible de marcador de proliferación Ki67 humana en el DMH1 tratados frente a los grupos de vehículos, lo que sugiere que el tratamiento DMH1 puede atenuar la proliferación de células de cáncer humano A549
in vivo gratis (Figura 4C).
las células A549 se implantaron por vía subcutánea en los ratones SCID, seguido de la inyección intraperitoneal de vehículo (12,5% de 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina) o 5 mg /kg DMH1 cada otro día durante 4 semanas. Los volúmenes tumorales se miden desde el sexto día a cuatro semanas después de la inyección. se comparan (B) tejidos tumorales representativas de ratones tratados con el control del vehículo y DMH1. (C) Los tejidos tumorales se tiñeron para el marcador de proliferación Ki67 específica humana. *:
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es decir & lt; 0,05
Discusión
Las BMP se expresan de forma aberrante en muchos tipos de células de carcinoma de próstata, incluyendo, de pulmón, de mama, gástrico. y de ovario [16], [17], [18], [19]. Por ejemplo, la sobreexpresión de BMP-2 está asociada con ~98% de NSCLC, pero poca o ninguna actividad de la cascada de señalización BMP son detectados en los tejidos pulmonares normales adultas, lo que sugiere que el bloqueo de la vía de señalización BMP puede ser un enfoque eficaz para el tratamiento del cáncer de pulmón [3], [4]. De hecho, el antagonista de BMP Noggin y los spp24 pseudoreceptor extracelulares, se mostró a reducir el crecimiento del tumor de pulmón en modelos subcutáneos de xenoinjerto de ratón [6], [7]. Aunque los antagonistas de BMP a base de proteínas y pseudoreceptors extracelulares pueden ser fuentes prometedoras para el desarrollo de fármacos cáncer de pulmón, tienen algunas limitaciones potenciales, tales como vidas medias cortas y parto difícil a los tumores [8]. Además, tanto Noggin y el bloque spp24 BMP señalización al interferir la unión de BMP ligandos a sus receptores a nivel extracelular, y su aplicación clínica podría estar limitado por cualquier potencial mutaciones de ganancia de función en la corriente abajo de la cascada de señalización de BMP. antagonistas de moléculas pequeñas como DMH1 que se dirigen selectivamente los dominios quinasa intracelulares de tipo BMP receptores I serían agentes ideales para la inhibición del crecimiento de cáncer de pulmón y metástasis. Un estudio reciente demostró que DMH2, uno de los inhibidores de BMP identificados en nuestro estudio pez cebra efectivamente disminuyó el crecimiento y la muerte celular inducida de células de NSCLC
in vitro
[12]. Aquí hemos demostrado que un inhibidor más selectivo BMP, DMH1, redujo significativamente NSCLC crecimiento celular, la migración y la invasión
in vitro
, y el crecimiento tumoral atenuada en el modelo de xenoinjerto de ratón NSCLC, lo que sugiere que la inhibición de la vía de BMP tipo antagonizando I con los receptores de moléculas pequeñas pueden ser un método eficaz para el tratamiento del cáncer de pulmón
.
los efectos de DMH1 en atenuar el crecimiento de tumores de pulmón pueden ser mediados por múltiples mecanismos, incluyendo la interrupción de las células madre microambiente del tumor o cáncer de pulmón. Estudios anteriores indicaron que BMP-2 induce la neovascularización de los tumores en desarrollo, y estimula la formación de vasos sanguíneos en los tumores A549 derivados en ratones desnudos [20]. El antagonista Noggin BMP-2 abrogada BMP-2 inducida por la respuesta angiogénica, y derribando BMP-2 se redujo la formación de vasos sanguíneos en los ensayos de Matrigel [20]. Por lo tanto, el tratamiento DMH1 puede perturbar de manera similar microambiente necesario para el crecimiento del tumor de pulmón mediante el bloqueo de la angiogénesis. Además, la señalización de BMP se conoce en la regulación de células madre auto-renovación y diferenciación, y algunos estudios han sugerido población específica de células de cáncer de pulmón diagrama de tallo propiedades de células tales como la auto-renovación y diferenciación [21]. El bloqueo de la señalización de BMP por DMH1 puede interrumpir el crecimiento de células madre del cáncer de pulmón, por lo que suprime la progresión del tumor. Esta hipótesis está apoyada por un estudio muy reciente que la inhibición de la señalización de BMP suprimió el crecimiento de la población de células de cáncer de pulmón que expresan marcadores de células madre [22]. Además, se ha informado de varios estudios que activado por BMP señalización Smad o la familia de genes Id tienen el potencial de promover la migración y la invasión en diferentes tipos de cáncer [18], [23], [24]. Por lo tanto, es muy posible que el efecto de la orientación de señalización BMP por DMH1 puede reducir la invasión tumoral y metástasis en cáncer de categorías más amplias.
En el estudio in vivo usando el modelo de xenoinjerto A549, el tratamiento se inició en el mismo día de la implantación de células tumorales. Por lo tanto, los tamaños de los tumores fueron relativamente pequeños en el final de los experimentos in vivo. En estudios futuros, queda por determinar si el tratamiento por DMH1 siguiendo diferentes horarios puede resultar en mayores efectos contra el cáncer. Aunque el tratamiento DMH1 atenuado significativamente el crecimiento del cáncer de pulmón
in vivo
, en comparación con
in vivo
efectos de los medicamentos de quimioterapia como el paclitaxel en el mismo modelo de xenoinjerto (resultados no publicados), el efecto de DMH1 no era tan potente. Esta observación sugiere que DMH1 no es un agente citotóxico y puede no inducir la apoptosis a dosis más bajas. Por lo tanto, para una futura aplicación clínica, una de las posibles líneas de investigación es centrarse en el uso combinado de DMH1 con otra terapia o quimioterapia dirigida. Se necesita un enfoque sistemático para la búsqueda de una combinación sinérgica. También se necesitan más estudios para identificar subgrupos de cánceres de pulmón que son más sensibles a los inhibidores de BMP a los efectos de la terapia individualizada
En resumen., nuestro estudio demostró que el antagonista de los receptores de tipo I BMP con moléculas pequeñas es eficaz en la supresión la proliferación de células de cáncer de pulmón, la migración, la invasión
in vitro
y el crecimiento tumoral
in vivo
. inhibidores de moléculas pequeñas de BMP no tóxicas y altamente selectivos, tales como DMH1, pueden representar una nueva clase de agentes terapéuticos para reducir la mortalidad y la movilidad del paciente de cáncer de pulmón.