Cambios en la composición de la membrana de las células tumorales como mecanismo de los efectos moduladores diferenciales de los aceites de oliva virgen extra y de maíz en la carcinogénesis mamaria experimental

Abstract

El cáncer de mama es el más frecuente en las mujeres de todo el mundo. Además de los factores genéticos, epigenéticos y hormonales, existen evidencias epidemiológicas y experimentales de que los factores nutricionales tienen un papel en la etiología y el desarrollo de esta enfermedad. Los lípidos de la dieta se han relacionado directamente con el cáncer, fundamentalmente, el de mama. El grupo investigador ha contribuido al mejor conocimiento de los efectos y de los mecanismos de acción de las dietas hiperlipídicas de aceite de maíz, rico en ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) n-6, y de aceite de oliva virgen extra, rico en ácidos grasos monoinsaturados (MUFA) n-9 y diversos compuestos bioactivos, en el cáncer de mama experimental. El objetivo de este trabajo ha sido investigar si los efectos moduladores diferenciales de estas dietas, estimulador y potencialmente protector respectivamente, durante la promoción de la carcinogénesis mamaria podrían ejercerse mediante cambios en la composición de la membrana de las células tumorales. El trabajo se soporta en el modelo experimental de cáncer de mama inducido en la rata hembra Sprague-Dawley con dimetil-benz(a)-antraceno (DMBA). Con el fin de aislar los distintos dominios de la membrana, se puso a punto un método de obtención de membranas resistentes a detergentes (DRMs) en hígado y, posteriormente, se validó en los adenocarcinomas mamarios experimentales. A continuación, se caracterizó el contenido lipídico de la membrana celular tumoral para, finalmente, analizar los cambios inducidos por las diferentes dietas experimentales en el contenido tanto proteico como lipídico de la membrana y sus dominios. Los resultados mostraron que las membranas de las células tumorales mamarias son ricas en colesterol y ceramida. Además los ácidos grasos mayoritarios son saturados (SFA), seguidos de MUFA y, finalmente, PUFA. Dicha composición se vio modificada diferencial y específicamente por efecto de los lípidos de la dieta. Así, la dieta rica en aceite de maíz enriqueció la membrana en PUFA n-6, concretamente la membrana soluble, a la vez que aumentó el contenido en colesterol, sugiriendo una mayor formación de Chol-Rafts. Por otro lado, la dieta rica en aceite de oliva aumentó los niveles de MUFA n-9 en dominios que no correspondían a membrana soluble. Además, dicha dieta aumentó la ratio ceramida/ esfingomielina, sugiriendo una mayor formación de Cer-Rafts, aumentó los niveles de la proteína pro-apoptotica CD95 y disminuyó los de Cav1 en caveolas. Asimismo, ambas dietas disminuyeron los niveles de ácido palmítico, especialmente la dieta rica en aceite de oliva. Estos resultados estuvieron de acuerdo con la mayor malignidad, clínica y morfológica, de los tumores de los animales alimentados con la dieta de aceite de maíz y la menor agresividad de los tumores del grupo de aceite de oliva. Además, estuvieron en línea con la disminución de los niveles de actividad de p21Ras, la down-regulation de la vía Akt y la inducción de la apoptosis previamente demostrada para la dieta de aceite de oliva.

Breast cancer is the most common malignancy among women all over the World. Besides the genetic, epigenetic and hormonal factors, there is epidemiologic and experimental evidence that nutritional factors have a role in the aetiology and the development of this disease. The dietary lipids have been directly related with cancer, mainly breast cancer. The research group has contributed to the better knowledge of the effects and the mechanisms of action of the high corn oil diets, rich in polyunsaturated fatty acids (PUFA) n-6, and the high extra virgin olive oil diets, rich in monounsaturated fatty acids (MUFA) n-9 and several bioactive compounds, in the experimental breast cancer. The aim of this work has been to investigate whether the differentially modulatory effects of these diets, stimulatory and potentially protective respectively, on the promotion of mammary carcinogenesis could be exerted by changes in tumour cell membrane composition. This work is supported on the experimental breast cancer model induced in the female Sprague-Dawley rat with 7,12-dimethylbenz(a)anthracene (DMBA). In order to isolate the different membrane domains, a method for obtaining detergent resistant membranes (DRMs) was standardized in rat liver and, subsequently, it was validated in experimental mammary adenocarcinomas. Next, the lipid content of tumour cell membrane was characterized and, finally, possible changes induced by the different experimental diets on the protein and lipid composition of tumour cell membrane and its different domains were analyzed. The results showed that the mammary tumour cell membranes are rich in cholesterol and ceramide. In addition, the major fatty acids are saturated (SFA), followed by MUFA and, finally, PUFA. This composition was differentially and specifically modified by the effect of dietary lipids. Thus, the high corn oil diet enriched membrane in PUFA n-6, particularly the soluble membrane, besides increasing the cholesterol content, suggesting a greater formation of Chol-Rafts. On the other hand, the high olive oil diet increased the MUFA n-9 levels in domains different than soluble membrane. In addition, this diet increased the sphingomyelin/ceramide ratio, suggesting an increased formation of Cer-Raft, and the levels of the pro-apoptotic protein CD95, and decreased the Cav1 levels in caveolae. Likewise, both diets reduced the palmitic acid content, specially the olive oil diet. These results were in agreement with the greater malignancy, both clinical and morphological, of tumours from animals fed the high corn oil diet and the lower aggressiveness of tumours from the olive oil diet group. Moreover, they were in accordance with the decreased p21Ras activity, the down-regulation of the Akt pathway and the apoptosis induction previously demonstrated for the high olive oil diet.