Extracto
La actividad física está asociada con un menor riesgo de varios tipos de cáncer, incluyendo el cáncer de próstata agresivo. Los mecanismos que median los efectos aún no se entienden; entre los candidatos son modificaciones de los niveles de hormona endógena. ejercicio a largo plazo es conocida por reducir los niveles séricos de hormonas de crecimiento estimulante. Por el contrario, los efectos endocrinos de
ejercicio de resistencia aguda incluyen
aumento de los niveles de
factores mitógenos tales como GH e IGF-1. Se puede especular que la elevación de los factores de crecimiento en suero puede ser perjudicial para la progresión del cáncer de próstata en la malignidad. El incentivo de este estudio es evaluar el efecto del suero ejercicio agudo sobre el crecimiento de células de cáncer de próstata. Hemos diseñado una intervención de ejercicios donde 10 individuos del sexo masculino realizaron 60 minutos de ejercicio en bicicleta a aumentar la intensidad. Las muestras de suero se obtuvieron antes (suero resto) y después del ejercicio completado (suero ejercicio). La línea celular de cáncer de próstata LNCaP establecida fue expuesto a ejercer o suero resto. Ejercicio suero de 9 de cada 10 personas tenían un efecto inhibidor del crecimiento en las células LNCaP. La incubación con suero de ejercicio combinado dio como resultado una inhibición de 31% del crecimiento de LNCaP y pre-incubación antes de la inyección subcutánea en ratones SCID provocó un retraso en la formación de tumores. El análisis de sueros señala otros dos candidatos posibles para el efecto; aumento de los niveles de IGFBP-1 y niveles reducidos de EGF. En conclusión, a pesar del temor a posibles efectos perjudiciales de suero ejercicio agudo sobre el crecimiento de células tumorales, se muestra que incluso los efectos a corto plazo parecen añadir a la influencia beneficiosa en general del ejercicio sobre la neoplasia
Visto:. Rundqvist H, Augsten M, Strömberg A, Rullman E, Mijwel S, Kharaziha P, et al. (2013) Efecto del ejercicio agudo sobre el crecimiento celular del cáncer de próstata. PLoS ONE 8 (7): e67579. doi: 10.1371 /journal.pone.0067579
Editor: Jean-Marc A. Lobaccaro, Clermont Université, Francia |
Recibido: 10 Agosto, 2012; Aceptado: 23-may de 2013; Publicado: 5 Julio 2013
Derechos de Autor © 2013 Rundqvist 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:. La presente estudio fue apoyado por la financiación de TG: el Consejo Sueco de Investigación, el Centro Nacional Sueco para la Investigación en los Deportes, la Asociación médica de Suecia, la Fundación KI y la Fundación Wallenberg; AO: la Sociedad de Cáncer de Suecia y el Consejo Sueco de Investigación incluyendo el apoyo al centro de Linné y la red de investigación del cáncer ". Starget" HR con el apoyo de una beca de formación Post Doctorado de la Sociedad Sueca de Investigación Médica. 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 próstata es el segundo cáncer más frecuente diagnosticar en los hombres en el mundo de hoy. Las tasas de incidencia más altas se encuentran en los países occidentales desarrollados y son 20 veces mayores que las tasas de incidencia han encontrado, por ejemplo, en el sur de Asia Central y África occidental [1]. La discrepancia se debe en parte a la práctica de la prueba de PSA pero últimamente están siendo reconocidos un impacto significativo de efectos de estilo de vida [2]. La actividad física es un factor de estilo de vida ajustable asociado con un menor riesgo de varios tipos de cáncer, incluyendo el cáncer de próstata [3].
Un metaanálisis reciente que comprende los estudios hasta 2012 sugiere que la actividad física se asocia con una modesta pero reducción significativa en el riesgo de cáncer de próstata [4]. Además, los estudios que examinan la actividad física en relación con el cáncer de próstata de alto grado y la mortalidad por cáncer de próstata también informó de una reducción significativa del riesgo [5] - [7].
Los mecanismos que median los efectos de la actividad física no están aún entendida, aunque algunos candidatos, incluido el control de peso, mejorar la función de las células inmunes y las modificaciones de los niveles de hormonas endógenas tales como la leptina, la insulina y la insulina como factor de crecimiento 1 (IGF-1) se han propuesto [8]. los niveles séricos elevados de leptina, la insulina y el IGF-1 están asociados con un alto riesgo de incidencia de cáncer de próstata y la progresión [8] - [12] y el ejercicio a largo plazo que se conoce para reducir los niveles séricos de estas y otras hormonas endógenas [13] , [14].
el suero de los individuos entrenados en resistencia en una baja en grasas, dieta alta en fibra se ha demostrado que inhibe el crecimiento de una línea celular de cáncer de próstata establecido en comparación con el control de suero [15]. Estudios más recientes del mismo grupo sugieren que el mecanismo detrás del efecto es mediado a través del eje IGF-1 [16].
A diferencia de ejercicio a largo plazo, los efectos endocrinos de ejercicio de resistencia aguda incluyen
aumento de los niveles
de factores mitogénicos tales como la hormona del crecimiento (GH) [17], diversas citoquinas [18], incluyendo IL-6 [19], [20] y también aumento de la biodisponibilidad de IGF-1 [21], [22 ].
se puede especular que el aumento de los factores de crecimiento en suero inducida por el ejercicio agudo puede ser perjudicial para la progresión del cáncer de próstata en la malignidad. El incentivo de este estudio es evaluar el efecto del suero ejercicio agudo sobre el crecimiento de células de cáncer de próstata.
Métodos
Declaración de Ética
Antes del estudio de ejercicio humano, el protocolo experimental se explicó a todos los sujetos y se escribe, se obtuvo el consentimiento informado. El estudio fue aprobado por el Comité de Ética del Instituto Karolinska (266/01) y se ajustaba a la Declaración de
de Helsinki
. Los experimentos con animales se realizaron de conformidad con las directrices nacionales y aprobados por el Comité Ético de Estocolmo Norte sobre Experimentos con Animales (N19 /08), se hicieron todos los esfuerzos para aliviar el sufrimiento de los animales que portaban tumores.
Experimental Modelo para el Ejercicio de estudio agudo
Diez varones sanos fueron incluidos en el estudio. Su mediana (rango) de edad, altura y peso fueron de 25 (18-37) años, 180 (170-190) cm y 77 (58-82) kg, respectivamente. La mediana (rango) de consumo máximo de oxígeno (VO2-max) determinado antes de los experimentos fue de 3.7 (3.1 a 4.3) L * min
-1. El ejercicio se realizó en un ciclo de metros ergo electro-cargado dinámicamente. Los sujetos realizaron cerca de 65 minutos de ejercicio. Para los primeros 20 minutos, los sujetos pedalearon a 60 rpm a una velocidad mediana (rango) de trabajo de 125 (105-148) vatios (W), elegido para corresponder al 50% del VO2-max, después de lo cual el ritmo de trabajo se incrementó hasta 165 (138-195) W, que corresponde al 65% de VO2-max para otro 40 min. catéteres de teflón se insertaron en ambas venas femorales y la arteria femoral, a nivel del ligamento inguinal. Las muestras de sangre se extrajeron simultáneamente desde la arteria femoral (FA) y la vena femoral ipsilateral (fv) como se describe en [23]. En resumen, las muestras de descanso y las muestras recogidas 120 minutos después del final del ejercicio se utilizaron para análisis posteriores.
crecimiento de células cancerosas de próstata
Las tasas de crecimiento de las líneas celulares NIH 3T3 y células LNCaP, previamente utilizado en Augsten et al [24]; un total de cualquiera de 2 × 10
3 fibroblastos o 5 × 10
4 células LNCaP fueron sembradas en placas de 96 pocillos. Los fibroblastos se cultivaron en DMEM suplementado con 5% de FCS y, o bien 5% restante o el ejercicio de suero, mientras que las células LNCaP fueron cultivadas en RPMI 1640 suplementado con 5% de FCS y, o bien 5% restante o el ejercicio de suero durante 24, 48 y 96 horas. 2 × 10
4 22Rv1 y Du145 células, utilizadas anteriormente en [25] se cultivaron en RPMI 1640 suplementado con 5% de FCS y, o bien 5% restante o el ejercicio de suero durante 96 horas. El número de células se determinaron por fijando las células con PFA al 4% durante 20 minutos, seguido de incubación con cristal violeta (Chroma, Stuttgart, FRG) solución (0,1%, w /v, con etanol 2%, v /v en 0,5 M Tris C1, pH 7,8; 100 l por pocillo) durante 20 min a temperatura ambiente. La capa de células teñida se enjuagó a fondo con agua del grifo, se seca al aire y se incubaron con una solución de SDS (0,1%, w /v, con etanol 50%, v /v, en 0,5 M Tris-C1, pH 7,8; 100 l por pocillo) durante 30 min a temperatura ambiente. Mientras tanto cristal violeta se liberó completamente de las células en el sobrenadante. El sobrenadante fue escaneada en un espectrofotómetro DU Serie 70 Beckman (Beckman Coulter, Fullerton, CA, EE.UU.) y se leyó a una longitud de onda fija de 600 nm.
Apoptosis y Ensayos de proliferación
La redistribución de plasma fosfatidilserina membrana es un marcador de la apoptosis y se evaluó con el kit de tinción de anexina-V-fluos (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim. Alemania). Brevemente, 2 × 10
5 células LNCaP fueron incubadas con el ejercicio o suero resto durante 24 y 48 horas, se recogió, se lavó en PBS, se sedimentaron y se resuspendieron en tampón de incubación (10 mM HEPES /NaOH, pH 7,4, 140 mM NaCl, mM CaCl 5
2) que contiene 1% de Anexina V y PI. Las muestras se incubaron durante 10 minutos antes de su análisis en un clasificador de células activadas por fluorescencia de flujo (FACS) Calibur citómetro (Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ, EE.UU.) utilizando el software Cell Quest (San Jose, CA, EE.UU.). Para la evaluación de la proliferación, Click-iT kits EdU microplacas de ensayo se utilizaron (Invitrogen. Eugene, Oregón, EE.UU.). En resumen, las células LNCaP fueron sembradas en una placa de 96 pocillos a 5 x 10
3 células por pocillo y se deja reposar durante la noche. EdU solución madre se preparó y se diluyó en ejercicio o medios de descanso en una concentración de trabajo de 10 M, 100 l de medio suplementado se añadió a las células y se dejó incubar durante 24 horas. la fijación de células y el etiquetado se realizó según el protocolo del fabricante. La cuantificación y el análisis se realizó en un contador Multilabel VICTOR2 (PerkinElmer, Waltham, MA, EE.UU.).
modelo de xenoinjerto de crecimiento tumoral
xenoinjertos de tumores se generaron mediante la incubación de células LNCaP en el medio suplementado con células de suero o suero resto ejercicio durante 48 horas y NIH-3T3 en el medio suplementado con suero resto. Las células se trataron con tripsina, se resuspendieron en medio, y se contaron con un contador de células (Chemometec, Allerod, Dinamarca). Para el análisis de co-inyección, 2 × 10
6 células LNCaP y 0,5 × 10
se lavaron 6 células NIH-3T3, se combinaron, y re-suspenden en 100 l de PBS frío. Posteriormente, las suspensiones de células a 100 mu l se inyectaron por vía subcutánea en el flanco lateral derecha de 7-8 semanas de edad, los ratones SCID macho (cepa CB17sc) de Taconic, DK, n = 10 por grupo. Los animales fueron controlados a diario, y el tamaño del tumor miden cada 3-4 días utilizando pinza externa. Los experimentos se terminaron cuando los tumores individuales alcanzaron un volumen de 1 cm
3 o al día 49. Los tumores fueron extirpados y dividida antes de que cualquiera de la fijación en paraformaldehído al 4% durante la noche a 4 ° C seguido de la transferencia a 70% de etanol, o se congelaron rápidamente en nitrógeno líquido.
Análisis de proliferación y apoptosis en muestras de tumores
Las secciones de tejido de punto final de los tumores de xenoinjertos fueron des-con parafina y rehidratada en xileno (3 × 5 min), 99% de etanol (2 x 2 min), 96% de etanol (2 x 5 min), 70% de etanol (1 x 2 min), y luego se lavan en H2O destilada. Para la apoptosis, el sistema colorimétrico TUNEL DeadEnd ™ fue utilizado según las instrucciones del fabricante (Promega Corporation, Madison, WI, EE.UU.). Para la evaluación de la proliferación se utilizó un enfoque histoquímica PCNA; la recuperación de antígeno se llevó a cabo en 2 bastidores completos de diapositivas, cocidos en un horno de microondas 2 × 7 min a 650 W en tampón de ácido cítrico 10 mM, pH 6,0. Las secciones fueron dejan enfriar durante al menos 30 min antes de ser lavados en PBS con 0,1% de Tween-20 (PBT). La actividad peroxidasa endógena se inactivó mediante incubación en PBT que contiene 3% H
2O
2 durante 10 min, luego se lavan en PBT (3 × 5 min). Los portaobjetos se bloquearon en 20% de suero de cabra diluido en PBT durante 30 min y se incubó durante la noche a 4 ° C con anticuerpo PCNA (M0879 clon PC10, Dako Cytomation, (Dako Nordic a /s, Glostrup, Dinamarca) diluido en 20% 1:100 suero de cabra diluido en PBT. Después de lavar en PBT, los portaobjetos se incubaron con anticuerpo anti-ratón de cabra biotinilado (E0432, 1:500, Dako Cytomation) durante 45 min a RT después de la incubación con el kit ABC (SK6100, Vectastain ABC-HRP, vector Laboratories, Burlingame, CA, EE.UU.) durante 45 minutos después del lavado en PBT. La señal fue desarrollado usando clorhidrato de diaminobencidina, DAB (SK4100, vector Laboratories), y las secciones fueron contra-teñidas con Heamatoxylin de Mayer (Histolab Products AB, Gothenburg, Suecia ), seguido de lavado en H
2O, la deshidratación en etanol (70% -95% -99%) y xileno. Las diapositivas fueron montadas con Mountex medio de montaje. Cuadros de 5 diferentes, visión-campos seleccionados al azar por tumor fueron tomadas y el número de estructuras positivas PCNA o túnel se analizó con el software ImageJ.
Análisis suero
Piscinas de suero de ejercicio de 10 personas y que corresponde suero resto se analizaron con un factor de crecimiento proteína humana array kit (RayBiotech, Norcross, GA, EE.UU.). 200 l de ejercicio agruparon y suero resto se diluyó con 1 × suero de bloqueo (proporcionado en el kit), mientras que las membranas se bloquearon durante 1 hora en el mismo tampón de bloqueo. se añadió 1 ml de suero diluido y se incubaron a temperatura ambiente durante 2 horas. Las membranas fueron analizados de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Chemiluminiscens detección se llevó a cabo en el ImageQuant LAS 4000 (GE Healthcare, Buckinghamshire, Reino Unido). Densidad de puntos individuales se cuantificó con el software Image J. las concentraciones individuales de suero de EGF y IGFBP1 se determinaron usando un inmunoensayo ligado a enzimas sándwich (ELISA; Abcam, Cambridge, Reino Unido) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Los niveles mínimos detectables de estos kits fueron 0,82 pg /ml de EGF y 2,74 pg /ml para IGFBP1.
Estadísticas
Se utilizó la prueba t de Student para comparar los efectos del suero antes del ejercicio con efectos del suero después del ejercicio. Un ANOVA de dos vías se utilizó para comparar el crecimiento del tumor entre los dos grupos. la comparación prevista se utilizó (test es decir, post hoc) para identificar interacciones significativas en el modelo ANOVA. Las diferencias se consideraron significativas a p & lt; 0,05. A menos que se indique lo contrario, los datos se presentan como media ± SEM.
Resultados
Ejercicio Suero reducir el crecimiento de una línea celular del cáncer de próstata
in vitro
Para investigar el efecto del ejercicio agudo sobre el crecimiento de células de cáncer de próstata diseñamos una intervención de ejercicios donde 10 individuos del sexo masculino realizaron 60 minutos de ejercicio en bicicleta de dos patas a aumentar la intensidad. A través de la cateterización femoral se obtuvieron tanto arterial y la sangre venosa y se extrajo el suero. Como nos dirigimos a la cuestión de los efectos sistémicos, suero arterial tomada antes (suero resto) y después del ejercicio (suero ejercicio) fue utilizado para los análisis. La línea celular establecida LNCaP se eligió como un modelo de cáncer de próstata sobre la base de su actividad p53 naïve y la capacidad de formación de tumores moderado, permitiendo de este modo un efecto promotor o inhibidor para sobresalir. El tumor capacidad de las células LNCaP de soporte puede ser mejorada por co-inyección de las células del estroma, por ejemplo, fibroblastos NIH3T3 [26]. Tanto las células LNCaP y NIH3T3 se incubaron durante 48 horas
in vitro, España en medios suplementados con suero de reposo o el ejercicio de los 10 individuos por separado.
Ejercicio suero de 9 de cada 10 personas tuvo un crecimiento efecto inhibidor sobre las células LNCaP después de 48 horas de incubación (figura 1A y B) en comparación con la incubación con el suero de reposo correspondiente. Crecimiento de las células NIH3T3 se aumentó en 5 sueros individuales de ejercicio y reduce en 5 (figura 1C y D). La incubación de las células LNCaP con suero ejercicio combinados de 10 individuos de 96 horas dio como resultado una inhibición de 31% de crecimiento de células tumorales (p & lt; 0,05) (Figura 2A, panel superior) en comparación con la incubación con un pool de suero resto. El efecto sobre las células del cáncer de próstata fue validado en dos líneas adicionales bajo malignas de cáncer de próstata de células, Du145 y 22Rv1. Du crecimiento de 145 se redujo significativamente después de la exposición 96 horas para ejercer el suero, 22Rv1 mostró una tendencia hacia un crecimiento reducido. NIH3T3 células crecieron igualmente bien en las piscinas de ejercicio y el suero de reposo (figura 2A, panel inferior).
A) Efecto en las células LNCaP incubadas durante 48 horas con el reposo (descanso) y suero de ejercicio (ejercicio) a partir de 10 personas separadamente. B) Efecto de los 10 sueros individuales en células NIH3T3. Los datos muestran todos los individuos por separado (panel izquierdo) y como media ± SEM. au (unidades arbitrarias). π denota una diferencia significativa (p = 0.05) entre la incubación con el descanso y el ejercicio de suero.
A) Efecto de 24, 48 y 96 horas de incubación con los medios normales suplementado con FCS al 10% (normal), suplementado con un pool de suero humano de 10 personas en reposo (descanso) o suero de los mismos individuos después de una sola sesión de ejercicio (ejercicio) sobre el crecimiento de la línea celular de cáncer de próstata LNCaP. B) Efecto de la incubación en las mismas condiciones que en A) en el crecimiento de la línea celular de fibroblastos de ratón NIH3T3. C) Efecto de las 96 horas de incubación con suero correspondiente en las líneas celulares de cáncer de próstata y 22Rv1 Du145. Los datos se presentan como media ± SEM. au (unidades arbitrarias). π denota una diferencia significativa (p = 0.05) entre la incubación con el descanso y el ejercicio de suero.
Por lo tanto, los datos muestran que la incubación con suero ejercicio no aumentó el crecimiento de células de cáncer de próstata
in vitro
, sino más bien tenía un crecimiento consistente efecto inhibidor en comparación con el suero de la misma persona en reposo. El efecto se encontró en los análisis de los sueros individuales, así como cuando se compara un grupo de suero de ejercicio para un grupo de suero resto. suero ejercicio no mostró ningún crecimiento o la promoción de un efecto inhibidor sobre los fibroblastos NIH3T3, lo que sugiere que el efecto del suero ejercicio es específico para las células cancerosas y no inhibidora del crecimiento sobre las células cultivadas en general (Figura 1B y 2B).
Ejercicio Serum reduce crecimiento de células tumorales inhibiendo la proliferación
para analizar si el efecto inhibidor del crecimiento de suero de ejercicio sobre las células de cáncer de próstata LNCaP se debió a un aumento de la apoptosis y /o la reducción de la proliferación, AnnexinV /PI flujo FACS (figura S1A) y se utilizó un ensayo de incorporación de EdU.
Evaluación de la apoptosis después de 24 y 48 horas incubaciones mostró que la fracción de células apoptóticas no fue diferente entre las células LNCaP incubadas con suero de ejercicio y las células incubadas con suero de reposo (figura S1B y S1C ). Sin embargo, los análisis de proliferación mostró que EdU incorporación se redujo significativamente en células incubadas con suero ejercicio durante 24 horas (figura 3).
EdU incorporación en las células LNCaP expuestas a la normalidad, el descanso y suero ejercicio durante 24 horas. Los datos se presentan como media ± SEM de 4 experimentos consecutivos. au (unidades arbitrarias). π denota una diferencia significativa (p = 0.05) entre la incubación con el descanso y el ejercicio de suero.
Estos datos indican que la reducción del crecimiento en respuesta al suero ejercicio agudo se debe a la inhibición de la proliferación en lugar de la estimulación de la la apoptosis y que el efecto está presente ya después de 24 horas de incubación, aunque manifiesta de manera significativa en el ensayo de crecimiento después de 96 horas.
Pre-incubación con suero retrasos Ejercicio
in vivo
formación de tumores
queríamos poner a prueba si la preincubación con suero ejercicio afectaría el crecimiento de tumores de las células LNCaP
in vivo
. células LNCaP solo tienen limitada capacidad de formación de tumores cuando se inyectan por vía subcutánea. Sin embargo, su capacidad de tumor de soporte puede ser notablemente mejorada por co-inyección de células estromales, tales como fibroblastos NIH3T3 [26].
Se incubaron las células LNCaP y NIH3T3 durante 48 horas
in vitro
en medios suplementados con el reposo o suero ejercicio de los 10 individuos y luego co-inyectados (04:01) por vía subcutánea en ratones SCID. Los ratones inyectados con células LNCaP incubadas en suero ejercicio no mostró la incidencia de tumores en el día 14 después de la inyección, mientras que los tumores de control de suero resto mostraron% de incidencia 20 (Figura 4A y B). El retraso en la formación de tumores persistió a lo largo de las curvas de experimentación y el crecimiento tumoral fueron significativamente diferentes entre los dos grupos (Figura 4A y C). Sin embargo, una vez que se establecieron allí los tumores parecía haber ninguna diferencia en la tasa de crecimiento.
2 × 10
6 células LNCaP incubadas durante 48 horas o bien en el suero el suero o el ejercicio demás fueron co-inyectados con células NIH3T3 (04:01) por vía subcutánea en ratones SCID. A) Curvas de crecimiento de los tumores de células preincubadas con el reposo y el ejercicio de suero, respectivamente. Significativas (p≤0.05) las diferencias se indican con π. n = 10 animales por grupo. B) la incidencia de tumores (por ciento de los ratones que tienen tumores) en el día 14 en el grupo de descanso y ejercicio. C) Diagrama de dispersión del volumen tumoral en el descanso y el ejercicio de grupo en el día 34 después de las inyecciones. D) La proliferación de las células en los tumores después de punto final experimental evaluó mediante la expresión del antígeno nuclear de proliferación celular (PCNA). E) Las células apoptóticas en los tumores después del punto final experimental, evaluó mediante tinciones Tunel. Para D) y E) de datos es el nr de células positivas por campo, que se muestran como media ± SEM.
Para confirmar la idea de que los tumores crecieron igualmente bien una vez establecidos se analizaron los tumores de ambos grupos para la proliferación y la apoptosis.
muestras tumorales enteras se recogieron y se fijaron en el punto final de la
in vivo
experimento y se analizaron para la apoptosis al ver la fragmentación del ADN. La proliferación se evaluó por tinción inmunohistoquímica para la proliferación de antígeno nuclear de células de expresión (PCNA).
No hubo diferencia significativa entre los grupos al final de la
in vivo
experimento con respecto a cualquiera de proliferación ( Figura 4D) o apoptosis (figura 4E).
los datos apoyan la noción de que el
in vivo
efecto inicial de pre-incubación con suero ejercicio, se pierde en el tiempo. Esto es más probable debido a que el estímulo del ejercicio está ausente una vez que las células se inyectan en ratones. Sin embargo, en su conjunto los datos sugieren que el efecto del suero sobre las células tumorales ejercicio
in vitro
se puede traducir a la
in vivo
situación.
EGF e IGFBP-1 son candidatos para ejercer el efecto inhibidor de ejercicio suero
con el fin de identificar los factores candidatos responsables de la inhibición del crecimiento visto con suero ejercicio se utilizó un factor de crecimiento de enfoque proteína matriz. Cuarenta y dos factores de crecimiento y citoquinas se analizaron en multiplex y se muestran como ejercicio suero /relaciones de suero de descanso (Figura 5A). Además, se analizaron los niveles séricos de cortisol.
A) Análisis de contenido de factor de crecimiento en descanso y ejercicio suero utilizando un enfoque de crecimiento factor de array. B) Relación de suero Descanso /ejercicio de 42 factores de crecimiento y citoquinas, analizada en multiplex. C) Análisis de ELISA (panel individual izquierdo) y (panel de la derecha promedio) los niveles de suero de EGF en reposo y ejercicio de suero, n = 9. D) Análisis de ELISA (panel individual izquierdo) y (panel de la derecha promedio) los niveles de IGFBP suero -1 en reposo y suero ejercicio, n = 10. Los datos se presentan como los niveles individuales o media ± SEM. π denota una diferencia significativa (p = 0.05) entre la incubación con el descanso y el ejercicio de suero.
Los datos llevados a cabo dos candidatos independientes. el factor de crecimiento epidérmico (EGF), el factor que muestra los niveles más bajos en el suero de ejercicio en comparación con el suero de reposo (figura 5B). El factor con los más altos niveles en suero de ejercicio en comparación con el suero resto era similar a la insulina factor de crecimiento de la proteína 1 (IGFBP-1) (figura 5B) de unión. IGFBP-1 mostró un aumento del 35% en comparación con el suero tomado antes del ejercicio, EGF muestran niveles inferiores al 18% después del ejercicio. Para validar estos resultados, ELISA se llevó a cabo en muestras individuales. En el análisis ELISA de los niveles de IGFBP-1 se incrementaron en aproximadamente 4,6 veces, de una manera muy significativa (figura 5D), mientras que los niveles de EGF se redujeron en un 43% (figura 5C). Además, los niveles de cortisol aumentaron durante el ejercicio (60 minutos punto de tiempo), pero habían vuelto a los niveles pre-ejercicio cuando el suero se recogió el ejercicio (Figura S2A).
Tanto EGF e IGF-1 están relacionados con el cáncer de próstata riesgo. Biodisponibilidad de IGF-1 depende de la abundancia de sus proteínas de unión, IGFBP1-6.
Discusión
El cáncer de próstata se desarrolla durante un largo período de tiempo con lesiones PIN tempranas que pueden o no pueden avances en cáncer de próstata. Se cree que esta transición de la hiperplasia benigna de carcinoma maligno se ve afectada por factores de estilo de vida. Estudios previos sugieren que el suero de los individuos que han estado activos durante largos períodos de tiempo puede ejercer un efecto inhibidor sobre el crecimiento de células tumorales de próstata
in vitro
[27]. El presente estudio es el primero en evaluar la
agudos efectos del suero Red de ejercicio de resistencia sobre el crecimiento de células de cáncer de próstata. En el presente estudio se presentan nuevos datos que muestran que el suero obtenido directamente después de una sesión de ejercicio extenuante, a pesar de su potencial mitogénico, la reducción de la proliferación de las células tumorales de cáncer de próstata. El efecto sobre el crecimiento celular del cáncer de próstata fue significativa tanto en las comparaciones de las mezclas de suero de 10 individuos y en las comparaciones de los pares de sueros individuales.
suero ejercicio aguda no tuvo ningún efecto apoptótico sobre las células tumorales. Esto está en contraste con el efecto de suero ejercicio crónico descrito por Barnard et al. donde se indujo la apoptosis a través de la activación de p53 [16]. En lugar de la inducción de la apoptosis, se encontró que el suero ejercicio agudo altera la tasa de síntesis de ADN activa medida por la incorporación de EdU, lo que indica que el efecto inhibidor es principalmente sobre la proliferación de células tumorales.
Curiosamente, el efecto sobre las células tumorales
in vitro
es lo suficientemente robusta como para ser extrapolada a la
in vivo
situación. células LNCaP tratadas con suero de ejercicio inicialmente muestran el crecimiento del tumor alterada en comparación con células LNCaP pre-incubadas en suero resto. Como era de esperar, el efecto inhibidor parecía ser reversible y se pierde una vez que se establecieron los xenoinjertos. En línea con esto, no se encontraron diferencias en el número de células apoptóticas en proliferación o cuando se cosecharon los tumores.
A partir de la matriz de factor de crecimiento, dos factores correlacionados con los datos de crecimiento y ha surgido como posibles candidatos para transmitir el ejercicio efecto; reducción de los niveles de EGF y el aumento de los niveles de IGFBP-1. EGF es conocida por estimular el crecimiento de células LNCaP [28]. El aumento de expresión del receptor de EGF se encuentra en el cáncer de próstata y está asociada con mal pronóstico [29]. Los compuestos que inhiben la actividad del receptor de EGF en el cáncer de próstata están actualmente en ensayos clínicos [30]. EGF es considerado tradicionalmente para ser liberado de una manera paracrina del microambiente local y no proporcionada a través de la circulación. Si los niveles de EGF en circulación es de relevancia clínica para la progresión del cáncer de próstata ha, a nuestro conocimiento no, han investigado.
las proteínas de unión IGF modula la biodisponibilidad de IGF-1 y 2. IGF-1 es conocido para regular p.ej proliferación celular y la apoptosis [31] y altos niveles de IGF-1 circulante se han asociado con un mayor riesgo de cáncer de próstata [11], [32]. Previamente se ha demostrado que el suero de individuos entrenados en resistencia a largo plazo ejerce un efecto inhibidor sobre el crecimiento de LNCaP, que se atribuye a niveles bajos de IGF-1 y altos niveles de IGFBP-1. [16], [33], [34]. En los estudios mencionados, la adición de IGFBP-1 a la crecimiento de células tumorales reducida suero de control en la misma medida como suero ejercicio.
En los estudios de ejercicio agudo en individuos sanos, y también en pacientes con cáncer de próstata sometidos a privación de andrógenos [35], los niveles séricos de IL-6, GH y IGF-1 aumento [21], [22]. En el estudio actual no hay un aumento detectable en IGF-1 en suero. Esto puede ser debido a un modo transitorio de la acción que ya está de vuelta a la normalidad a las dos horas después del ejercicio, cuando se tomaron las muestras actuales.
Los tumores sólidos consisten no sólo en las células epiteliales malignos. El crecimiento y la progresión de los tumores dependen de un número de tipos de células asociados, tales como fibroblastos, vascular y células inmunes. El presente estudio no identificó efectos del suero efecto del ejercicio sobre el crecimiento de los fibroblastos. Sin embargo, se necesitan más estudios para evaluar el efecto del ejercicio sobre la función de apoyo de las células del microambiente tumoral.
Los datos actuales muestran un efecto robusto del ejercicio agudo sobre el crecimiento de una línea celular de cáncer de próstata establecido. En el futuro, los estudios de seguimiento sobre la base molecular para los efectos diferenciales de descanso y el ejercicio de suero sobre el crecimiento de células de cáncer de próstata están muy motivados, los datos preliminares sugieren que la compensación de los niveles más bajos de EGF en el suero después del ejercicio mediante la adición de EGFhr parte reversa el efecto inhibidor del crecimiento de suero de ejercicio (datos no presentados), apoyando así la idea de que múltiples factores alterados por el ejercicio están involucrados. Por otra parte, los análisis de los efectos de suero de ejercicio sobre la transformación de las células epiteliales de próstata pre-malignas proporcionarían información adicional importante sobre el papel del ejercicio en el riesgo de cáncer de próstata y la progresión.
En conclusión, a pesar del temor a un posible detrimento efectos del suero de ejercicio agudo sobre el crecimiento de células tumorales, que muestran que incluso los efectos a corto plazo parecen añadir a la influencia beneficiosa en general del ejercicio sobre la neoplasia.
Apoyo a la Información
Figura S1. La inhibición del crecimiento de las células
de cáncer de próstata por el suero ejercicio no está mediada por la inducción de la apoptosis. A) La citometría de flujo de células LNCaP teñidas con AnnexinIV y PI, plazas que dan distintos subconjuntos de viables (abajo a la izquierda), necrótico (superior izquierda), temprana (bajo derecha) y tardía (arriba a la derecha) las células apoptóticas. B) Cuantificación del total (principios apoptótica + tarde apoptótica) número de células apoptóticas después de 24 horas de incubación con el descanso y el ejercicio de suero, basado en el número de accesos en los diferentes subconjuntos definidos en a). C) Cuantificación de los) número total (a principios de apoptosis + finales de apoptosis de las células apoptóticas después de 48 horas de incubación con suero ejercicio restand basado en el número de visitas en los diferentes subconjuntos definidos en A)
doi:. 10.1371 /journal.pone. 0067579.s001 gratis (PDF)
figura S2. inhibición
El crecimiento de células de cáncer de próstata por el suero ejercicio no está mediada por el aumento de los niveles séricos de cortisol ♮ denota una significativa (p & lt; 0,05). aumentar en s-cortisol directamente después del ejercicio. Este aumento ha vuelto a los niveles normales en las muestras de suero ejercicio utilizados en el análisis del crecimiento de células de cáncer de próstata (suero obtenido 2 horas después de ejercicio)
doi:. 10.1371 /journal.pone.0067579.s002
(PDF)