TGF-ß1 mediates cell proliferation and development of hepatocarcinogenesis by downregulating deiodinase 1 expression / La desregularización de la deiodinasa 1, mediada por TGF-b1, impulsa la proliferación celular y el desarrollo de hepatogénesis

Abstract Hepatocellular carcinoma (HCC) is the most common primary liver tumor. Hexachlorobenzene (HCB) is an endocrine disruptor and a liver tumor promoter. Deregulation of thyroid hormone (TH) homeostasis may play a significant role in early neoplastic transformation. The aim of this study was to evaluate the relation between TH metabolism and the regulation of cell growth in an in vivo and in vitro model. We examined the role of transforming growth factor-β1 (TGF-β1) on TH deiodinase expression and hepatocyte proliferation. An initiation (DEN)/promotion (HCB) tumor model from rat liver and HepG2 cells were used. We evaluated PCNA, p21, p27, SMAD2/3, TGF-β1, deiodinase 1 (D1), D3, protein expression levels; D1 and D3 mRNA expression; TH and TGF-β1, D1, D3, and GST-P protein levels in focal/non-focal areas. In vivo, HCB decreased triiodothyronine (T3) and D1 mRNA levels and increased thyroxine (T4) and D3 mRNA levels in liver from DEN+HCB vs. DEN group. HCB increased protein levels from D3, TGF-β1, and PCNA and decreased D1 in focal-areas. In vitro, HCB increased PCNA, pSMAD 2/3, and TGF-β1 protein levels and mRNA expression and decreased p21 and p27 protein levels. Exogenous T3 treatment prevent HCB induced molecular alterations related to hepatocyte proliferation whereas T4 did not have any effect. These effects were prevented by using a TGF-β1 receptor II inhibitor. Results suggest that alteration of TH homeostasis, through D1 function, play a key role in hepatocyte proliferation and that TGF-β1-SMAD pathway is involved in this process confirming their role in early neoplastic transformation in HCC.

Resumen El hepatocarcinoma (HCC) es un tumor hepático primario. El hexaclorobenceno (HCB) es un disruptor endocrino y un promotor de tumores hepáticos. La desregulación de la homeostasis de las hormonas tiroideas (HT) puede ser un proceso importante para la transformación neoplásica temprana. Nuestro objetivo fue evaluar la relación entre el metabolismo de las HT y la regulación de la prolifera ción celular. Se utilizó un modelo tumoral de iniciación (DEN)/promoción (HCB) de hígado de rata (in vivo) (DEN/ HCB) y células HepG2 (in vitro). Evaluamos los niveles de PCNA, p21, p27, SMAD2/3, TGF-β1, D1, D3, ARNm de D1 y D3, HT y los niveles de TGF-β1, D1, D3 y GST-P en áreas focales/no focales. In vivo, HCB disminuyó los niveles de T3 y ARNm de la D1 y aumentó los niveles de T4 y ARNm de D3 del grupo DEN + HCB frente al grupo DEN. El HCB aumentó los niveles de D3, TGF-β1 y PCNA y disminuyó el D1 en las áreas focales. In vitro, HCB aumentó los niveles de PCNA, pSMAD 2/3 y TGF-β1 y la expresión de ARNm mientras que disminuyó los niveles de p21 y p27. El tratamiento con T3 exógeno previno las alteraciones moleculares relacionadas con la proliferación hepatocitaria. Estos efectos se evitaron utilizando un inhibidor del receptor II de TGF-β1. Los resultados sugieren que la alteración de la homeostasis de HT, a través de la D1 y la vía TGF-β1-SMAD, juega un papel clave en la proliferación celular y en las transformaciones neoplásicas tempranas en el HCC.

El hexaclorobenceno como factor de riesgo en el cáncer de mama / Hexachlorobenzene as a risk factor in breast cancer

Hexachlorobenzene (HCB) is a widespread environmental pollutant and an endocrine disruptor. Chronic exposure of humans to HCB elicits porphyria, neurologic symptoms, immune disorders and thyroid dysfunctions. It is a dioxin-like compound and a weak ligand of the AhR (aryl hydrocarbon receptor), a transcription factor that modulates genes related to detoxification, proliferation, migration and invasion. This study was carried out to revise the results of HCB action on mammary gland and breast cancer, summarizing the main ideas of its mechanism of action. HCB increases tumor development and active c-Src/EGFR (epidermal growth factor receptor) signaling pathways, while reducing tyrosine537-ER-alpha (estrogen receptor-alpha) phosphorylation, and promoting a phenotype with enhanced malignancy and lung metastasis in different animal models. In a rat mammary gland, HCB promotes an estrogenic microenvironment by activation of ER-alpha and Insulin/IGFs (insulin growth factors) pathways. HCB induces cell proliferation, promoting cell cycle progression and enhancing cyclin D1 expression and c-Src/p27 interaction in (ER-alpha) MCF-7 human breast cancer cell line. In (ER-alpha)(-) MDA-MB-231 breast cancer cells, the pesticide enhances cell migration and invasion as well as metalloproteases and TGF-beta1 (transformig growth factor-beta1) expression. In conclusion our current study suggests that alterations in the estrogenic microenvironment may influence the biological behavior of mammary gland or breast tumors, leading to preneoplastic lesions or enhanced malignancy, respectively. Our findings suggest that HCB may be a risk factor for human breast cancer progression.

El hexaclorobenceno (HCB) es un contaminante ambiental ampliamente distribuido y un desorganizador endocrino. Su exposición crónica en seres humanos produce porfiria, síntomas neurológicos, trastornos inmunitarios y disfunciones tiroideas. Es un agonista débil del receptor de hidrocarburos aromáticos (AhR), un factor de transcripción que modula genes relacionados con el metabolismo de xenobióticos, la proliferación, la migración y la invasión. Nuestro objetivo es revisar los efectos del HCB en la glándula mamaria y el cáncer mamario, resumiendo los principales mecanismos de acción. El HCB aumenta el desarrollo tumoral y activa vías de señalización de c-Src/receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), mientras que disminuye la fosforilación de tirosina 537/receptor de estrógenos alfa (RE-alfa), promoviendo un fenotipo de mayor malignidad y metástasis pulmonar en diferentes modelos con animales. En la glándula mamaria de rata genera un microambiente estrogénico por activación del RE-alfa y las vías de insulina/factores de crecimiento similares a la insulina (IGF). En células de cáncer mamario humanas MCF-7 (RE-alfa) induce proliferación celular, promoviendo la progresión del ciclo, aumentando la ciclina D1 y la interacción p27/c-Src. En MDA-MB-231 (-RE-alfa) estimula la migración e invasión, así como la expresión de metaloproteasas y factor de crecimiento transformante beta 1 (TGF-beta 1). Estos estudios indican que las alteraciones en el microambiente estrogénico podrían influir el comportamiento biológico de la glándula mamaria y los tumores, lo que provoca lesiones preneoplásicas o aumento en la malignidad tumoral mamaria. Nuestros hallazgos sugieren que el HCB podría ser un factor de riesgo para la progresión del cáncer de mama humano.

El organofosforado clorpirifos como disruptor estrogénico y factor de riesgo para el cáncer de mama / The organophosphorus chlorpyrifos as endocrine disruptor and breast cancer factor risk

El clorpirifos (CPF) es un insecticida de amplio espectro que se utiliza en Argentina y en otros países de Latinoamérica. Se emplea para el control de plagas en la producción de frutas, hortalizas, cereales y plantas ornamentales. El principal mecanismo de acción descripto para este insecticida es la inhibición de la acetilcolinesterasa. Sin embargo, reportes más recientes sugieren múltiples efectos del plaguicida independientes de la inhibición de esa enzima. El objetivo de este trabajo es transmitir a la comunidad los resultados de nuestras investigaciones obtenidos utilizando diferentes dosis de CPF en distintos modelos experimentales, tanto in vitro como in vivo. En relación a esto, hemos evidenciado una acción del CPF sobre el sistema redox celular que conduce al incremento de especies reactivas del oxígeno y consecuentemente a la activación de diferentes vías de señalización. Además, hemos determinado que el insecticida CPF puede comportarse como un disruptor endócrino modulando la acción de los estrógenos y alterando la normal estructura del tejido mamario. Nuestros resultados alertan sobre el impacto que este compuesto podría tener sobre la salud, sugiriendo la necesidad de revisar su uso dado que manifiesta acciones a dosis encontradas en el ambiente.

Chlorpyrifos (CPF) is a broad spectrum insecticide used in Argentina and other Latin American countries. It is commonly used for pest control in the production of fruits, vegetables, cereals and ornamental plants. The main mechanism of action described for this insecticide is the inhibition of acetylcholinesterase activity. However, more recent reports suggest multiple effects for this pesticide in an independent way from the inhibition of this enzyme. The objective of this work is to convey to the community the results of our investigations obtained using different doses of CPF in various experimental models, both in vitro and in vivo. In this connection, we have shown a CPF action on the cellular redox system which leads to increased reactive oxygen species and the consequent activation of different signaling pathways. In addition, we have determined that the insecticide CPF acts as an endocrine disruptor modulating the action of estrogen and altering the normal structure of breast tissue. Our findings warn about the impact that this compound might have on health, suggesting the need to review its use since adverse actions were found at environmentally relevant doses.