Efecto de la Doxorubicina sobre MKP-1 en el Cáncer de Mama Humano y Asociación entre la Expresión de MKP-1 y la Evolución de las Pacientes

Abstract

Objetivos: La fosfatasa 1 de las protein-quinasas activadas por mitógenos (Mitogen-activated protein kinase (MAPK) phosphatase-1, MKP-1) regula por defosforilación la actividad de las vías de señalización de las protein-quinasas activadas por mitógenos, la quinasa regulada por señales extracelulares (extracellular signal-regulated kinase, ERK), la quinasa terminal c-Jun (c-Jun NH2-terminal kinase, JNK) y p38. MKP-1 también media en los mecanismos de quimioresistencia en cáncer de mama y se inhibe por la actividad de la doxorrubucina en modelos celulares de cáncer de mama. Este trabajo aquí presentado tiene como objetivo caracterizar los efectos de la doxorrubicina sobre MKP-1 y sobre las MAPK en cáncer de mama e investigar su relevancia como factor pronóstico en esta enfermedad. Experimental Design: Los efectos de la doxorubicin en MKP-1, la forma fosforilada (p) de ERK1/2 (p-ERK1/2), de p-JNK y de p-p38 se estudiaron en un panel de líneas celulares de cáncer de mama humano por técnicas de Western blot y en tumores humanos cultivados ex vivo por inmunohistoquímica. De forma adicional, MKP-1 se estudió en una serie de tejidos mamarios desde parénquima normal hasta carcinoma infiltrante de mama, y en una cohorte amplia de pacientes de cáncer de mama con seguimiento clínico. Results: MKP-1 se expresaba en niveles bajos en el tejido mamario normal y en la hiperplasia ductal, detectándose sobreexpresión en el carcinoma ductal in situ. MKP-1 también se sobreexpresaba en casi el 50% de los tumores mamarios. De forma similar en las líneas de cáncer de mama y en los tumores cultivados ex vivo, de forma general la doxorrubicina redujo la expresión de MKP-1 e incrementó los niveles de p-ERK1/2 y JNK. Aquellos casos, sin embargo, que sobreexpresaban MKP-1, la doxorrubicina no afectó la expresión de MKP-1 ni de las formas fosforiladas de las MAPK. Por último, la sobreexpresión de MKP-1 se reveló como un factor de mal pronóstico en los análisis uni- y multivariados para la supervivencia libre de enfermedad en las pacientes con cáncer de mama estudiadas. Conclusions: MKP-1 se sobreexpresa en la transformación maligna de la mama y se asocia a una peor supervivencia en las pacientes con cáncer de mama. Además, MKP-1 es inhibida por la doxorrubicina en esta enfermedad.

Purpose: Mitogen-activated protein kinase (MAPK) phosphatase-1 (MKP-1) regulates by dephosphorylation the activity of the major intracellular signaling pathways mediated by mitogen-activated protein kinase [extracellular signalregulated kinase (ERK), c-Jun NH2-terminal kinase (JNK), and p38]. MKP-1 mediates breast cancer chemoresistance and is repressible by doxorubicin in breast cancer cells. This work is aimed to characterize doxorubicin effects on MKP- 1 and phospho-MAPKs in human breast cancers and to study the clinical relevance of MKP-1 expression in this tumor. Experimental Design: Doxorubicin effects on MKP-1, phospho-ERK1/2 (p-ERK1/2), phospho-JNK (p-JNK), and phospho-p38 were assayed in a broad panel of human breast cancer cells by Western blotting and in human breast cancer were assayed ex vivo by immunohistochemistry. MKP-1 expression was also assayed in a spectrum of normal to malignant breast lesions and in a large series of breast cancer patients with clinical follow-up. Results: MKP-1 was expressed at low levels in normal breast and in usual ductal hyperplasia and at high levels in in situ carcinoma. MKP-1 was overexpressed in approximately 50% of infiltrating breast carcinomas. Similar to what was observed in breast cancer cell lines, ex vivo exposure of breast tumors to doxorubicin downregulated MKP-1, and upregulated activation of ERK1/2 and JNK, in most of studied cases. However, in a proportion of tumors overexpressing MKP-1, doxorubicin did not significantly affect MKP-1 or activation levels of MAPKs. With regard to patient outcome, MKP-1 overexpression was a significant adverse prognostic factor for relapse both by univariate and multivariate analysis. Conclusions: MKP-1 is overexpressed during the malignant transformation of the breast and independently predicts poor prognosis. Furthermore, MKP-1 is repressed by doxorubicin in human breast cancer.