Caracterización y validación morfológica y molecular de los tumores mamarios experimentales. Modulación por los lípidos de la dieta

Abstract

La tesis doctoral incluye 10 publicaciones que forman parte del proyecto “Lípidos de la Dieta y Cáncer de Mama” que desarrolla el “Grup Multidisciplinari per a l´Estudi del Càncer de Mama” (GMECM). Los trabajos han utilizado el modelo experimental de tumores mamarios inducidos en rata con dimetilbenz(α)antraceno (DMBA) y son el resultado de los siguientes objetivos: a) caracterizar y validar morfológicamente este modelo, con un abordaje singular (artículos 1 y 2); b) estudiar el efecto de las dietas ricas aceite de maíz (PUFA n-6) y en aceite de oliva virgen extra (MUFA n-9 y componentes bioactivos) sobre la carcinogénesis mamaria experimental, desde una perspectiva histopatológica (artículos 2 y 5); c) analizar la influencia de estas dietas sobre la expresión de p21Ha-Ras, por inmunohistoquímica, en los carcinomas de mama experimentales (artículo 3); d) aplicar las aportaciones morfológicas en estudios clínicos, moleculares y biológicos que evalúan la modulación del cáncer de mama por los lípidos de la dieta (artículos 4, 5, 6, 9 y 10); y e) integrar los resultados obtenidos en los mecanismos de los efectos de los lípidos de la dieta en el cáncer de mama (artículos 7 y 8). En primer lugar, la aproximación morfológica de las lesiones y los tumores mamarios experimentales ha conllevado dos principales aportaciones: a) una optimización de la caracterización histológica y una propuesta de clasificación de la patología mamaria experimental que facilitan el diagnóstico de estas lesiones y la extrapolación con el sistema humano y b) el diseño de un sistema de gradación de los carcinomas de mama experimentales, basado en el sistema de Scarff-Bloom-Richardson, que reconoce tumores de diferente agresividad morfológica. En segundo lugar, se ha demostrado, por primera vez, una modulación morfológica diferencial de los lípidos de la dieta sobre los carcinomas de mama experimentales: una mayor agresividad (mayor grado arquitectural, nuclear e histológico, y mayor actividad mitótica, necrosis y desmoplasia estromal) asociada a una dieta rica en aceite de maíz, más evidente durante la promoción de la carcinogénesis, respecto a una dieta normolipídica; y un aspecto similar de los carcinomas de mama de los grupos de dieta rica en aceite de oliva virgen extra a los del grupo control (grado arquitectural y nuclear e histológico bajos) e incluso más benigno (patrón papilar predominante y menor reacción desmoplásica y necrosis tumoral). En tercer lugar, y a pesar de no observarse diferencias en la expresión de p21Ha-Ras entre los grupos experimentales, por efecto de la dieta, ésta parece depender del grado histológico de los carcinomas en los grupos de dieta normolipídica y rica en aceite de maíz (mayor expresión en los carcinomas de bajo grado histológico). La pérdida de esta relación por efecto de una dieta rica en aceite de oliva es compatible con el papel atribuible sobre la actividad de la proteína. Finalmente, se ha constatado una correlación de los resultados morfológicos con los datos clínicos, moleculares y biológicos en los trabajos de integración: a) un efecto estimulador de los PUFA n-6 (menor tiempo de latencia, mayor número de animales afectados y elevado contenido y volumen tumoral) y un efecto entre protector y débilmente estimulador del aceite de oliva virgen extra (latencia tumoral similar y menor volumen tumoral, respecto al grupo control, pero con mayor incidencia y contenido tumoral); b) una expresión diferencial de PCPH y de nuevos genes identificados (globulina α-2u de glándula submaxilar, VDUP1, H19 y EST-Rn.32385), relacionados con proliferación y diferenciación celular, por efecto de los lípidos de la dieta; y c) una influencia de la dieta rica en PUFA n-6 en la maduración sexual de los animales, avanzando la pubertad y aumentando el riesgo de cáncer de mama.

This dissertation includes 10 publications that are part of the "Fat Diet and Breast Cancer" project developed by the "Grup Multidisciplinari per a l'Estudi Breast Cancer" (GMECM). The studies have used the experimental model of mammary tumors induced in rats with dimethylbenz(α)anthracene (DMBA) and are the result of the following objectives: a) to characterize and to validate morphologically this model, using a unique approach (articles 1 and 2); b) to study the effect of diets rich in corn oil (n-6 PUFA) and extra virgin olive oil (n-9 MUFA and bioactive components) on experimental mammary carcinogenesis, from a histopathologic perspective (articles 2 and 5); c) to analyze the influence of these diets on the expression of p21Ha-Ras, by immunohistochemistry, in experimental breast carcinomas (article 3); d) to apply the morphological contributions in clinical, molecular and biological studies that evaluate breast cancer modulation by dietary lipids (articles 4, 5, 6, 9 and 10); and e) to integrate the results into the mechanisms of the effects of dietary lipids in breast cancer (Articles 7 and 8). First, the morphological approach of experimental mammary tumors and lesions has led two major contributions: a) an optimization of the histological characterization and a proposed classification of experimental breast disease that improve the diagnosis of these lesions and the extrapolation to the human system and b) the design of a grading system for experimental breast carcinomas, based on the Scarff-Bloom-Richardson method, that recognizes tumors with different morphological aggressiveness. Secondly, it has been demonstrated, for the first time, a differential morphological modulation by dietary lipids, on experimental breast carcinomas: an aggressive phenotype (greater architectural, nuclear and histological grades, and an increased mitotic activity, necrosis and stromal desmoplasia) associated with a diet rich in corn oil, particularly when acting as promoter, compared with a normolipidic diet; and a similar appearance of breast carcinomas from the groups fed a diet rich in extra virgin olive oil to the control group ones (low architectural, nuclear and histological grades), and even more benign (a prevailing papillary pattern and a less desmoplastic reaction and tumor necrosis). Third, despite there were no differences in the expression of p21Ha-Ras between experimental groups by the effect of diet, this seems to depend on the histological grade of carcinomas in groups fed normolipidic and corn oil rich diets (increased expression in low histological grade carcinomas). The loss of this relationship by the effect of a diet rich in olive oil is compatible with the attributed role on the activity of the protein. Finally, there has been a correlation of morphological findings with clinical, molecular and biological data, in the integration studies: a) a stimulatory effect of n-6 PUFA (low latency, increased number of affected animals and a high content and tumor volume); and an effect from protective to weakly stimulatory of the extra virgin olive oil (similar tumor latency and lower tumor volume than the control group, but with higher incidence and tumor content); b) a differential expression of PCPH and of newly identified genes (submaxillary gland α-2u globulin, VDUP1, H19 and EST-Rn.32385), related to cell proliferation and differentiation, by dietary lipids; c) an influence of diet rich in n-6 PUFA in the sexual maturation of the animals, advancing puberty and increasing the risk of breast cancer.