Estudio de los efectos del estetrol sobre líneas celulares y un modelo in vivo de endometriosis

Abstract

El estetrol es un estrógeno natural, producido principalmente por el hígado fetal humano. Tiene mayor afinidad hacia el receptor de estrógenos alfa y ha mostrado efectos antiproliferativos en modelos in vitro e in vivo de cáncer de mama. Sin embargo, estos efectos no han sido estudiados en otras patologías, cuya progresión es potenciada por el efecto de estrógenos, como la endometriosis, donde también hay una resistencia de respuesta a la progesterona, debido a bajos niveles de sus receptores en las lesiones. Esto presenta un problema, ya que las terapias actuales contra la endometriosis consisten en análogos de estradiol y progesterona, por lo que es necesario contar con terapias que preserven los efectos estrogénicos y que potencien la respuesta a la progesterona, disminuyendo la proliferación celular. Esto podría ser potenciado por una vía dependiente del receptor de estrógenos alfa. Por lo que en este proyecto se ha hipotetizado que el estetrol inhibe la proliferación en endometriosis.

El objetivo general fue evaluar si un tratamiento con estetrol inhibe la proliferación en líneas celulares y evaluar si potencia los efectos antiproliferativos de la progesterona en un modelo in vivo de endometriosis. Se utilizaron líneas celulares de endometriosis (Hs832 y 11Z), donde está descrita la expresión del receptor de estrógenos beta y que cuya proliferación se potencia con estradiol. Se usó una línea celular de cáncer de mama (MCF7), como control positivo del receptor de estrógenos alfa y de respuesta proliferativa al estradiol. Se evaluaron los niveles de mRNA y proteicos de los receptores de estrógenos en todas las líneas celulares y fueron incubadas con distintas concentraciones de estradiol y estetrol por 24, 48 y 72 horas. Se evaluaron los potenciales cambios en la proliferación, viabilidad, ciclo celular y sobre receptores de progesterona y estrógenos. Por último, en un modelo in vivode endometriosis, se evaluó los efectos del estetrol, la progesterona y la combinación de ambos sobre la proliferación y angiogénesis en las lesiones inducidas.

En las líneas de endometriosis, el E4 ejerció una reducción en la viabilidad celular en tiempos diferenciales, mientras que aumentó los niveles totales del receptor de progesterona. Estos efectos fueron validados en células MCF7 utilizadas como control, mostrando un aumento en la proliferación y en los niveles proteicos de receptor de estrógenos alfa y de progesterona en estímulos con estetrol y estradiol. En el modelo in vivo se observó que la combinación de estetrol y progesterona potencia la reducción del marcador proliferativo Ki67 en las lesiones. Mientras que este mismo tratamiento, revierte los niveles del marcador pro-angiogénico VEGF inducidos por la progesterona.

Nuestros resultados in vitro sugieren que el estetrol altera los niveles de proliferación y viabilidad, además de aumentar los niveles proteicos del receptor de progesterona en contextos fisiopatológicos diferenciales, no necesariamente dependientes del receptor de estrógenos alfa. Mientras que los resultados in vivo muestran que el estetrol potencia la respuesta antiproliferativa de la progesterona.

Alternate abstract:

Estetrol is a natural estrogen, produced primarily by the human fetal liver. It has a higher affinity for estrogen receptor alpha and has shown antiproliferative effects in in vitro and in vivo models of breast cancer. However, these effects have not been studied in other pathologies whose progression is enhanced by the effect of estrogen, such as endometriosis, where there is also a resistance to progesterone due to low levels of its receptors in the lesions. This presents a problem, since current therapies for endometriosis consist of estradiol and progesterone analogs. Therefore, it is necessary to have therapies that preserve estrogenic effects and enhance the response to progesterone, decreasing cell proliferation. This could be enhanced by an estrogen receptor alpha-dependent pathway. Therefore, this project hypothesizes that estetrol inhibits proliferation in endometriosis.

The general objective was to evaluate whether estetrol treatment inhibits proliferation in endometriotic cell lines and to assess whether it potentiates the antiproliferative effects of progesterone in an in vivo model of endometriosis. Endometriosis cell lines (Hs832 and 11Z) were used, where expression of estrogen receptor beta has been described and whose proliferation is enhanced by estradiol. A breast cancer cell line (MCF7) was used as a positive control for estrogen receptor alpha and proliferative response to estradiol. Estrogen receptor mRNA and protein levels were evaluated in all cell lines, and the cells were incubated with different concentrations of estradiol and estetrol for 24, 48, and 72 hours. Potential changes in proliferation, viability, cell cycle, and progesterone and estrogen receptors were assessed. Finally, in an in vivo model of endometriosis, we evaluated the effects of estetrol, progesterone, and the combination of both on proliferation and angiogenesis in induced lesions.

In endometriotic cell lines, E4 reduced cell viability at different times, while increasing total progesterone receptor levels. These effects were validated in MCF7 cells used as a control, showing an increase in proliferation and protein levels of estrogen receptor alpha and progesterone when stimulated with estetrol and estradiol. In the in vivo model, the combination of estetrol and progesterone was observed to enhance the reduction of the proliferative marker Ki67 in lesions. This same treatment reversed progesterone-induced levels of the pro-angiogenic marker VEGF.

Our in vitro results suggest that estetrol alters proliferation and viability levels and increases progesterone receptor protein levels in differential pathophysiological contexts not necessarily dependent on estrogen receptor alpha. In vivo results show that estetrol enhances the antiproliferative response to progesterone.