| Abstract: | O câncer de mama apresenta a maior incidência mundial entre todos os tipos de tumores. Os tratamentos são direcionados conforme o subtipo molecular: luminais A e B, HER2+ e triplo negativo. Apesar das taxas de sucesso para os tipos hormonais e HER2+, os pacientes que apresentam recidivas para os tumores mais agressivos ou triplos negativos permanecem com baixa sobrevida geral e o prognóstico é desfavorável devido, por exemplo, à ausência de um alvo terapêutico ou elevada agressividade. Ademais, alterações na composição da microbiota e, consequentemente, dos ácidos graxos de cadeia curta (SCFA) – através das condições clínicas basais ou por efeitos colaterais dos tratamentos – pode afetar o risco e o prognóstico para o câncer de mama. Neste sentido, este estudo avaliou os efeitos dos SCFA em diferentes modelos de câncer de mama com o propósito de identificar uma nova abordagem para o tratamento desses tumores. Os ensaios in vitro utilizando as linhagens celulares de câncer de mama de diferentes subtipos moleculares, humanas, MCF-7, SK-BR-3 e MDA-MB-231; ou murina, 4T1 exibiram efeitos contrastantes após os tratamentos com os SCFA. Na análise da viabilidade celular, o acetato apresentou efeitos positivos em concentrações acima de 100 mM. Enquanto o propionato apresentou efeito dual dependente da concentração. De maneira tempo e concentração-dependente, o butirato, propionato e valerato reduziram significativamente a viabilidade celular das linhagens humanas e, o valerato reduziu a viabilidade celular da linhagem murina sob o IC50 de 9,6 mM em 48 h. Por outro lado, os agonistas seletivos de FFA2 e FFA3, 4-CMTB e AR420626, respectivamente, reduziram modestamente a viabilidade celular apenas das linhagens mais agressivas MDA-MB-231 e 4T1. Da mesma forma que na avaliação dos antagonistas de FFA2 e FFA3, CATPB e β-hidroxibutirato, respectivamente, somente o CATPB produziu efeitos inibitórios na linhagem 4T1. Esses dados sugerem que os SCFA apresentam efeitos antitumorais no câncer de mama provavelmente por mecanismos independentes à ligação aos receptores FFA2 e FFA3. A partir desse screening, os SCFA com melhores efeitos inibitórios, butirato, propionato e valerato, foram selecionados para investigar seus efeitos na capacidade de malignidade nas células MDA-MB-231 e 4T1. Alterações significativas na morfologia celular foram observadas, assim como na redução da formação de novas colônias. Na avaliação da adesão celular, o valerato reduziu este parâmetro na linhagem MDA-MB231, no entanto, aumentou em relação à linhagem 4T1. Em relação à avaliação da migração celular, somente o tratamento com butirato (10 mM) preveniu a migração da linhagem 4T1 em 24 h. Apesar de discretos, estes resultados corroboram os efeitos antitumorais observados na redução da formação de colônias e alterações da morfologia celular após a exposição com o butirato na linhagem 4T1, principalmente. Para investigar os efeitos desses SCFA na progressão tumoral foi utilizado o modelo ortotópico de câncer de mama metastático em camundongos fêmea Balb/CJ induzido pela inoculação das células 4T1. Os resultados preliminares da administração por via oral dos SCFA tanto no protocolo terapêutico quanto no preventivo não demonstraram um efeito espelhado de acordo com a avaliação in vitro, exceto pelo número de metástases pulmonares que foram significativamente reduzidas pelo butirato (600 mg/kg) no esquema terapêutico. Essas evidências sugerem que a participação do microambiente tumoral está envolvida na ação dos SCFA, assim como seus efeitos celulares podem ser modulados por mecanismos alternativos aos receptores FFA2 e FFA3, como pela inibição de HDAC. Portanto, para estabelecer um tratamento promissor, a definição desses mecanismos pode contribuir na determinação dos SCFA como um alvo terapêutico no manejo do câncer de mama.
Breast cancer has the highest worldwide incidence of all types of tumors. Treatments are defined according to molecular subtypes: luminal A and B, HER2+, and triple-negative. Despite the success rates for hormonal and HER2+ types, patients who relapse for the most aggressive or triple-negative tumors remain with low overall survival and the prognosis is poor due, for example, to the absence of a therapeutic target or high aggressiveness. Furthermore, alterations in the microbiota composition, consequently, in short-chain fatty acids (SCFA) – through baseline clinical conditions or side effects of treatments – might affect the risk and prognosis for breast cancer. In this sense, this study evaluated the effects of SCFA in different models of breast cancer to identify a new approach for the treatment of these tumors. In vitro assays using breast cancer cell lines of different molecular subtypes, human (MCF-7, SK-BR-3, and MDA-MB-231) or murine (4T1) exhibited contrasting effects after treatments with SCFA. In the analysis of cell viability, acetate showed positive effects at concentrations above 100 mM. While propionate demonstrated a dual concentration-dependent effect. In a time and concentration-dependent manner, butyrate, propionate, and valerate significantly reduced the cell viability of human cells, and valerate reduced the viability of the murine cells under an IC50 of 9.6 mM in 48 h. On the other hand, selective FFA2 and FFA3 agonists 4-CMTB and AR420626, respectively, modestly reduced cell viability only of the more aggressive MDA-MB-231 and 4T1 cell lines. As in the evaluation of the FFA2 and FFA3 antagonists CATPB and βhydroxybutyrate, respectively, only CATPB produced inhibitory effects in the 4T1 cells. These data suggest that SCFA have antitumor effects in breast cancer, probably through FFA2 and FFA3 receptor independent mechanisms. From this screening, SCFAs with best inhibitory effects, butyrate, propionate, and valerate, were selected to investigate their effects on the malignancy capacity of MDAMB-231 and 4T1 cells. Several changes in cell morphology were observed, as well as a reduction in the new colonies formation. In the evaluation of cell adhesion, valerate reduced this parameter in the MDA-MB-231 cells, however, it increased about the 4T1 cells. Regarding the evaluation of cell migration, only the treatment with butyrate (10 mM) prevented the migration of the 4T1 cells within 24 h. Although discreet, these results corroborate the antitumor effects observed in the reduction of colony formation and changes in cell morphology after exposure with butyrate in the 4T1 cells, mainly. To investigate the effects of these SCFAs on tumor progression, was used the orthotopic model of metastatic breast cancer in female Balb/CJ mice induced by inoculation of 4T1 cells. The preliminary results of oral administration of SCFA in both the therapeutic and preventive protocols did not demonstrate a mirror effect according to the in vitro evaluation, except for the number of lung metastases that were significantly reduced by butyrate (600 mg/kg) in the therapeutic scheme. These evidence suggests that the participation of the tumor microenvironment is involved in the action of SCFA, as well as their cellular effects can be modulated by alternative mechanisms to the FFA2 and FFA3 receptors, such as the HDACs inhibition. Therefore, to establish a promising treatment, the definition of these mechanisms might contribute to the determination of SCFA as a therapeutic target in the management of breast cancer. |
