Mecanismos de muerte celular que participa en la regresión de los prolactinomas

• Autores: Claudia Mariela Palmeri
• Directores de la Tesis: Alicia Ines Torres (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) ( Argentina ) en 2010
• Idioma: español
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: hdl.handle.net
• Resumen
  • español

    El prolactinoma es el tumor más frecuente de la hipófisis y causa una gran morbilidad debido a la hipersecreción hormonal de prolactina (PRL). El tratamiento de primera línea es la administración de Bromocriptina (BC), un agonista de los receptores dopaminérgicos que posee una efectividad de alrededor del 90%. En numerosos estudios clínicos se ha documentado que BC inhibe la transcripción, la síntesis y liberación de PRL y además, suprime la proliferación e induce la muerte celular provocando la involución de la masa tumoral. La apoptosis ha sido identificada como un mecanismo de muerte inducido por BC, pero su baja frecuencia no explica la reducción en el tamaño de los prolactinomas. Es por ello que el efecto citotóxico de la BC puede disparar otros mecanismos no apoptóticos en las células hipofisarias que serían los principales responsables de la involución del tumor.

    En el presente trabajo de Tesis Doctoral se abordó el estudio de los mecanismos de muerte celular inducidos por BC para lo cual se estableció un modelo experimental de lesiones proliferativas adenohipofisarias, inducidas mediante la administración prolongada de estrógenos y que manifestaron altos niveles de PRL sérica. El posterior tratamiento de los tumores hipofisarios con BC indujo una marcada reducción de la masa tumoral y de los niveles séricos de PRL. A nivel ultraestructural evidenciamos un mecanismo de muerte celular no apoptótico que se caracterizó por una extensa vacuolización citoplasmática, un aumento en la electrodensidad celular y que representó el 25% del total de las células hipofisarias contadas. Además, los resultados obtenidos mediante ensayos bioquímicos tales como el análisis de la fragmentación del ADN, la activación de caspasa 3 y el clivaje selectivo de la PARP1 permitieron diferenciarlo de apoptosis y necrosis. Este mecanismo de muerte identificado como paraptosis, sería el principal responsable de la respuesta de las células adenohipofisarias al tratamiento con BC y mediría su efectividad terapéutica.

    Las investigaciones en el área molecular de los procesos de muerte celular son relevantes para el conocimiento de los mismos, tanto en la fisiología como en la comprensión de los mecanismos de resistencia a los tratamientos farmacológicos.

    Dentro de las vías de señalización involucradas en la muerte celular estudiamos la participación de Proteína quinasas C (PKC), las quinasas activadas por mitógenos (MAPK), entre ellas p38 y ERK1/2 y NF-κB y demostramos que la paraptosis se relacionó con un aumento en la activación clásica de NF-κB siendo evidente su translocación nuclear. También pudimos establecer que la PKC δ y las MAPKs p38 y ERK1/2 participan activamente en este tipo de muerte celular inducida por la administración del agonista dopaminérgico.

    Los resultados obtenidos aportan al conocimiento general de los diferentes procesos de muerte celular y permiten vislumbrar otras moléculas diana para el desarrollo de nuevos fármacos en los casos de resistencia a la BC, temáticas de gran interés en la actualidad. Futuras investigaciones sobre los mecanismos moleculares que participan en la paraptosis y la interdependencia con otras vías abrirán nuevos horizontes en la comprensión de los programas de muerte celular, sus roles en la fisiología y la potencial manipulación para el desarrollo de nuevas terapias antitumorales.

  • English

    Prolactinomas are the most commonly occurring pituitary adenomas and they cause an important morbidity due to the hypersecretion of prolactin (PRL).

    Bromocriptine (BC), a dopaminergic receptor agonist, is the “gold standard” treatment of these pathologies with almost 90% effectiveness. BC inhibits PRL gen transcription, PRL synthesis and release, suppresses cellular proliferation, and induces cell death.

    Although apoptosis has been identified in BC treatments, its rare occurrence does not explain the significant pituitary tumoral mass regression. It is relevant that the cytotoxic effect of BC could trigger non apoptotic mechanisms of cell death in the pituitary cells and therefore be responsible for the tumor involution.

    The current work was focused on the study of different cell death mechanisms induced by BC. In this way we developed an experimental model of pituitary proliferation induced by prolonged estrogen administration that manifested high serum PRL levels. The BC treatment induced a significant reduction of the tumoral size and serum PRL levels. At the ultrastructural level we observed an alternative cell death mechanism characterized by extensive cytoplasmic vacuolization with an increased cell electron density. This cell death type constituted around 25% of the total pituitary cells.

    Furthermore, the results obtained from biochemical assays as analysis of DNA fragmentation, caspasa 3 activation and selective cleavaje of PARP1 did not fit the regular criteria for apoptosis or necrosis. We postulate that the most frequent death mechanism observed in our experimental conditions corresponds to paraptosis and is the main responsible of tumor shrinkage induced by BC.

    The study of other mechanisms of cell death at molecular level is essential to understand their implication in the maintenance of physiological and pathological pituitary homeostasis and the appearance of resistance to pharmacological treatments.

    We also investigated the participation of protein kinase C (PKC), mitogen activated protein kinases (MAPK) as p38 and ERK1/2, and the activation of NF-κB pathways in the cell death induced by BC. An important observation was the significant increase in phosphorylated forms of these MAPKs, the holoenzyme and catalytic fragments of PKCδ in nuclear fraction, and the classical activation of NF-κB pathway after BC administration compared to control and estrogen treated rats. Furthermore, the immunolocalization at ultrastructural level of these kinases showed a similar distribution pattern, with a prevalent localization at nuclear level in lactotrophs from BC treated rats.

    In summary, these results contribute to the general knowledge of the different cell death induced in response to BC treatment. Further investigations into the molecular mechanisms of non apoptotic processes should yield fresh insights into their roles in cell death and their potential manipulation by new antitumoral drugs.