Extracto
Antecedentes
cáncer de tiroides anaplásico (ATC) es una de las neoplasias humanas más letales. Su rápido inicio y la resistencia a agentes terapéuticos convencionales contribuyen a una supervivencia media de seis meses después del diagnóstico y hacen que la identificación de las células de la tiroides iniciadoras del cáncer cada vez más importante.
Metodología /Principales conclusiones
antes Los estudios de líneas celulares ATC, CD133
+ células exhiben características de células madre similares a como la alta proliferación, autorrenovación y la capacidad de formación de colonias
in vitro
. Aquí nos muestran que el trasplante de CD133
+ células, pero no CD133
- células, en NOD inmunodeficiente /ratones SCID es suficiente para inducir el crecimiento de los tumores
in vivo
. También describe cómo la proporción de células que son ATC CD133
+ se incrementa dramáticamente más de tres meses de cultivo, de 7% a más del 80% del total. Este CD133
+ reserva de células se puede separar por citometría de flujo en dos poblaciones distintas: CD133
+ /CD133 y alta
+ /baja. Aunque ambos subconjuntos son capaces de tumorigénesis a largo plazo, la rápida proliferación CD133
+ /pilas de gran son, con mucho, el más eficiente. También expresan altos niveles del antígeno de células madre Oct4 y el receptor para la hormona estimulante de la tiroides, TSHR. El tratamiento de las células con ATC TSH provoca un aumento de tres veces en el número de CD133
+ células y provoca una dosis-dependiente sobre regulación de la expresión de
TSHR
y
Hoteles en Oct4 estas células. Más importante, el análisis inmunohistoquímico de muestras de tejido de pacientes ATC indica que CD133 se expresa altamente en células tumorales pero no en células normales de la tiroides vecinos.
Conclusiones /Importancia
Para nuestro conocimiento, este es el primer informe que indica que las células CD133
+ ATC son los únicos responsables para el crecimiento tumoral en ratones inmunodeficientes. Nuestros datos también dan una visión única de la regulación de CD133 por la TSH. Estos altamente tumorigénicas CD133
+ células y la vía de señalización activada TSH pueden ser dianas útiles para futuras terapias ATC
Visto:. Friedman S, M Lu, Schultz A, Thomas D, Lin RY (2009) CD133 Las células
+ anaplásico cáncer de tiroides Iniciar tumores en ratones inmunodeficientes y son regulados por tirotropina. PLoS ONE 4 (4): e5395. doi: 10.1371 /journal.pone.0005395
Editor: Bernadette Breant, INSERM, Francia |
Recibido: 30 Enero, 2009; Aceptado: March 27, 2009; Publicado: 30 de abril 2009
Derechos de Autor © 2009 Friedman et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. Este trabajo fue apoyado en parte por los Institutos nacionales de Salud de subvención R01 DK068057 (RYL). Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
el cáncer de tiroides es el tipo más común de cáncer endocrino [1]. Su incidencia está aumentando más rápidamente que cualquier otro tumor sólido - un 3 por ciento por cada 100.000 personas cada año [2] - y ahora es el séptimo cáncer más común en las mujeres [1]. Más del 90% de los cánceres de tiroides se derivan de las células foliculares tiroideas, son bien diferenciados y tienen un pronóstico favorable. En cambio, el cáncer de tiroides anaplásico (ATC), un cáncer indiferenciado de tiroides, es significativamente más grave que otros tipos de cáncer de tiroides y tiene un mal pronóstico. El noventa por ciento de los pacientes con ATC mueren dentro de los seis meses. A pesar de que el ATC es responsable de más del 50% de las muertes asociadas con el cáncer de tiroides todos los años, las causas de esta enfermedad son en gran parte desconocidos. Los tratamientos actuales para el ATC son agresivos - incluyendo la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia - pero ningún estudio ha demostrado una mejoría en la supervivencia convincente [3], tal vez porque no se orienten de manera adecuada las células iniciadoras del cáncer. La mayoría de las terapias contra el cáncer dirigen a las células diferenciadas o diferenciadores, independientemente de si son o no son cancerosos. Sin embargo, si la enfermedad se debe a las células madre del cáncer (CSC) [4], [5], esto podría ser un enfoque equivocado. Al igual que las células madre normales, células madre cancerosas puede tanto auto-renovación y producir progenie diferenciada, incluyendo una población de células tumorales fenotípicamente diversa para conducir la tumorigénesis. Varias líneas de evidencia sugieren que las CSC, que son altamente resistentes a los agentes quimioterapéuticos convencionales y la radiación, mantener la enfermedad en fases tardías de la enfermedad maligna. Hasta la fecha, los CAC se han aislado en función de su capacidad para expresar moléculas de superficie celular específicos en neoplasias hematológicas y cánceres epiteliales derivadas de células, incluyendo la leucemia mieloide aguda (CD34
+ CD38
-CD123
+) [ ,,,0],5], carcinoma de mama (CD44
+ CD24
bajo) [6], tumores cerebrales (CD133
+) [7], el cáncer de colon y melanoma (CD133
+) [8] - [ ,,,0],11]
CD133 (prominin-1) es un dominio de cinco glicoproteína transmembrana expresado específicamente en las poblaciones de madre hematopoyéticas y células progenitoras de sangre del cordón fetal y adulto, sangre periférica y médula ósea [12] -. [15 ]. Aunque su función biológica sigue siendo desconocida, que también sirve como un marcador de células madre en una variedad de tejidos no hematopoyéticos, incluyendo neural y células gliales en el cerebro fetal, así como el epitelio prostático, músculo, riñón, hígado y el estroma corneal, y algunos tejidos cancerosos [15] - [24]. Recientemente, Zito
et al
informó que, de las cuatro líneas celulares humanas ATC examinó, dos - ARO y KAT-4 - contienen subpoblaciones de células CD133
+ que exhiben características madre similares a células tales como la rápida proliferación , una capacidad de auto-renovación y formar colonias, y la resistencia a la apoptosis inducida por quimioterapia
in vitro
[25]. Como resultado, estas poblaciones se cree que son capaces de iniciar el crecimiento del tumor, aunque esta hipótesis aún no ha sido validado en modelos animales.
Aquí evaluamos los potenciales oncogénicas de CD133
+ poblaciones derivadas-ATC
in vivo
. Utilizamos células activadas por fluorescencia (FACS) para dividir aún más el CD133
+ células en dos fracciones distintas: CD133
+ /CD133 y alta
+ /baja. Por último, comparamos la capacidad de CD133
+ /alta, CD133
+ /baja y CD133
- células que se implantan y dan lugar a tumores subcutáneos en ratones NOD /SCID. Se han utilizado dos modelos de xenotrasplante en nuestro estudio para explorar la posible existencia de células madre cancerosas en ATC: la limitación de los experimentos de trasplante de dilución para determinar si nuestro sistema de xenoinjertos fue cualitativa y capaz de detectar células individuales iniciadoras del tumor, y un modelo de xenoinjerto de serie para poner a prueba las células auto-renovación y capacidades de linaje. Hemos observado que, aunque ambos CD133
+ /alto y CD133
+ /baja células generan los xenoinjertos de tumores subcutáneos que muestran la histología se asemeja a los tumores primarios, CD133
+ /pilas de gran inician más temprano y el crecimiento del tumor más agresivo. También se encontró que la hormona estimulante de la tiroides (TSH), el principal regulador de la función de la glándula tiroides, es importante para el crecimiento de la CD133
+ población. A diferencia de las células normales de la tiroides, las muestras de tejido ATC fueron claramente positivos para CD133. Nuestros resultados, junto con la identificación de las células madre cancerosas de la tiroides y el esclarecimiento del papel de TSH en CD133
+ crecimiento de las células, pueden conducir a nuevos marcadores de diagnóstico y terapias para el tratamiento de esta enfermedad devastadora.
Resultados
CD133 se expresa en líneas celulares de ATC humanos pero no en líneas celulares de cáncer de tiroides papilar
Para determinar si existe una población CSC en ATC, hemos examinado la expresión de CD133 en un panel de líneas celulares de cáncer de tiroides humana. análisis de citometría de flujo reveló que CD133 se expresa en dos líneas de células de ATC, ARO (en el que 7,02% de las células son CD133
+) y FRO (en el que 6,32% de las células son CD133
+), pero no en cualquiera de dos líneas bien diferenciadas papilares de tiroides de células cancerosas (NPA y TPC) (fig. 1A). Estos resultados sugieren que la expresión CD133 está asociado de forma única con indiferenciada ATC. La tinción inmunofluorescente confirma la expresión de CD133 en la superficie de CD133
+ pero no CD133
- (Fig. 1B) de las células. Por otra parte, los dos CD133 poblaciones crecen de manera diferente en la cultura. En los tumores, CD133
+ células presentan núcleos de células gigantes pleomórficas y aparecen granular y densa; en cultivos de dos dimensiones que forman apretados colonias redondas. Por el contrario, CD133
- células están desprovistos de la mayor parte de estas características. De manera similar a las células ARO, crecen las células de forma independiente como pequeños, redondos en cultivo (Figura 1B).
análisis de citometría de (A) de flujo de la expresión de CD133 en ORA, FRO, NPA y líneas celulares TPC. Las líneas negras representan tinción positiva para CD133, espectáculos grises isotipo controles. (B) Ordenada CD133
+ células forman colonias circulares apretadas en cultivos celulares bidimensionales, mientras CD133
- Las células crecen de forma independiente como pequeñas células redondas. imágenes de inmunofluorescencia de CD133
+ células (panel central superior; 63 aumentos) muestran la expresión de CD133 como un
señal verde
en la superficie celular. Por el contrario, CD133
- células carecen de esta señal (panel central inferior; 20 aumentos)
CD133
+ células expresan altos niveles de los genes de Oct4 y TSHR
. El análisis
reacción en cadena de polimerasa cuantitativa en tiempo real (QRT-PCR) indicó que CD133
+ células expresan aproximadamente cuatro veces más
Oct-4
al igual que CD133
- células (Fig. 2A; 1,02 ± 0,25 (media ± SEM)
frente
0,27 ± 0,10 (media ± SEM),
P Hotel & lt; 0,05). Oct4 es un miembro de la familia POU de factores de transcripción y desempeña un papel clave en el mantenimiento de la pluripotencia y la proliferación de células madre embrionarias. La expresión de Oct4 en CD133
+ células indica que, de acuerdo con un informe anterior [25], esta población tiene tallo células similares a las propiedades que no se comparten con CD133
- células. El CD133
+ población también expresa aproximadamente 13 veces mayores niveles de
TSHR
que lo hace el CD133
- población (Figura 2A;. 1,05 ± 0,53 (media ± SEM)
contra
0,08 ± 0,03 (media ± SEM),
P Hotel & lt; 0,01). TSHR es un receptor acoplado a proteína G glicoproteína que estimula el crecimiento de las células normales y cancerosas de la tiroides en presencia de TSH. Nuestro descubrimiento de que CD133
+ células expresan niveles significativamente más altos de TSHR implica que TSH también regula el crecimiento de CD133
+ células.
(A) análisis de QRT-PCR indica que CD133
+ células expresan mayores niveles de
Oct-4 Opiniones y
TSHR
que hacer CD133
- células. Los resultados se muestran como media y s.e.m. Asterisco:
P Hotel & lt; 0,05; dos asteriscos:
P Hotel & lt; 0,01. (B) TSH regula al alza la expresión de
TSHR
y
Oct4
y aumenta el número de CD133
+ células. Panel izquierdo: TSH recombinante humana provoca una regulación por incremento dependiente de la dosis de
TSHR
y
Oct4
niveles de mRNA en células ARO sin clasificar. Panel derecho: el número de CD133
+ células aumenta de tres veces en respuesta a la estimulación de TSH
proliferación celular mejorada y sobre regulación de los genes Oct4 y TSHR en respuesta a la señalización de TSH
los estudios clínicos han indicado que los niveles elevados de TSH puede ser un marcador para el desarrollo de cáncer de tiroides [26] - [30]. En particular, la mayoría de los pacientes con cáncer de tiroides tienen niveles de TSH superiores a lo normal. Debido a CD133
+ células expresan niveles mucho más altos de TSHR que hacen CD133
- las células, se examinó el efecto de la TSH en CD133
+ poblaciones. ARO células cultivadas con 0-1000 mU /ml de TSH humana recombinante durante 48 horas mostraron un aumento dependiente de la dosis en la expresión relativa de ambos el
TSHR
y
Oct4
genes (Fig. 2B) . El número de células que expresan CD133 ARO también aumentó aproximadamente tres veces en la respuesta al tratamiento TSH (Fig. 2B). En conjunto, estas observaciones demuestran que la TSH induce la proliferación del CD133
+ poblaciones
in vitro
.
ARO células reconstituyen tumores humanos in vivo ATC
Para desarrollar una modelo fiable de la biología humana ATC, que estableció cuatro xenoinjertos subcutáneos ARO en NOD ratones hembra de ocho semanas de edad /SCID. Los ratones inyectados con una sola célula suspensiones de 10
6 células ARO desarrollaron tumores palpables dentro de unos pocos días y los tumores visibles dentro de los 21 días. Estos tumores son muy similares a las de pacientes humanos y muestran poca semejanza con la estructura del folículo tiroideo inicial (Fig. 3A). Es importante destacar que se encontró que el potencial tumorigénico de las células ARO varía con el número de paso: células que habían sido cultivadas ya formados tumores más grandes y más agresivas cuando se trasplantan en ratones NOD /SCID que hicieron las células de menor número de pases (Fig 3A.). Especulamos que este fenómeno es debido a la selección positiva en el tiempo de la CD133 más robustamente proliferación
+ células a expensas de la CD133
- células. De hecho, encontramos que dos culturas ARO que había sido passaged 50 o más veces contenían una proporción más alta (~50.1%) de CD133
+ células que hizo culturas ARO de números de paso inferior (~21.9%) (Fig. 3B) . En conjunto, estos resultados demuestran que la línea celular ARO humano contiene células con la capacidad de formar nuevos tumores en ratones NOD /SCID y que los niveles de expresión de CD133 se correlacionan positivamente con la formación de tumores. Por otra parte, la rápida proliferación de CD133
+ células da como resultado la selección positiva sólida de estas células a través del tiempo, desde el original 7,02% (fig. 1A) de la población total a más del 80% después de tres meses de cultivo continuo ( Fig. 4). Estos resultados demuestran que un período prolongado de la cultura puede transformar CD133
- poblaciones dominantes en CD133
+ -. Poblaciones dominantes
(A) Todos los ratones inyectados con 10
6 células ARO desarrollados tumores dentro de los 21 días. análisis hematoxilina-eosina de estos xenoinjertos mostraron que son notablemente similares a las secciones tumorales de pacientes humanos. Tenga en cuenta que los tumores generados a partir de células de alta ARO paso formado tumores más grandes y más agresivos cuando se trasplantan subcutáneamente en ratones NOD /SCID que hizo tumores generados a partir de células ARO bajo pasaje. (B) muestran el análisis de FACS que las células ARO de alto número de paso (panel de la derecha, el número de pases & gt; 50) contienen una mayor proporción de CD133
+ células que las células ARO de bajo número de pasos (panel de la izquierda, el número de pases & lt; 10) .
(A) El CD133
+ población se puede separar aún más en CD133
+ /CD33 y alta
+ /bajas poblaciones por FACS. (B) La pureza de cada fracción según se confirmó por análisis FACS. (C) ARO ensayo de proliferación celular (panel izquierdo). Ensayos de proliferación celular indican que CD133
+ /CD133 y alta
+ /baja células proliferan más rápidamente que CD133
- células de cultivo en los días cuatro y ocho (panel derecho). análisis (D) QRT-PCR. Los resultados se muestran como media y s.e.m. Asterisco,
P
. & Lt; 0,05
CD133
+ /pilas de gran expresan niveles más altos de los genes Oct4 TSHR y que hacen CD133
+ /baja y CD133
- células
El CD133
+ reserva de células se pueden separar aún más por FACS en dos subpoblaciones distintas: CD133
+ /CD133 y alta
+ /baja (Fig. 4A). En una cultura altamente pases de las células ARO, alrededor del 80% de las células eran CD133
+ /baja, el 16% eran CD133
+ /alta, y el 4% fueron CD133
- (Fig. 4A). Se confirmó la pureza de las fracciones después de su clasificación (Fig. 4B) y se realizaron ensayos de proliferación celular para determinar si existen diferencias en las tasas de proliferación de estas subpoblaciones. Como era de esperar, el CD133
+ /CD133 y alta
+ /bajas subpoblaciones proliferan más rápidamente que el CD133
- (Fig. 4C) subpoblación
in vitro
. QRT-PCR análisis reveló además que el CD133
+ /alta subpoblación expresa los más altos niveles de
Oct4
y
TSHR
, mientras CD133
- células expresan los niveles más bajos de estos genes (Fig. 4D). También se evaluó la expresión de
CXCR4
, el receptor para el derivado de células factor-1 de quimiocina CXCL2 estromal que se expresa en una variedad de tumores sólidos incluyendo ATC [31], [32]. Se encontró que los niveles de expresión de ninguno de
CXCR4
ni el marcador endodermo
Foxa2
difirió significativamente entre los tres subpoblaciones (Fig. 4D).
CD133
+ /pilas de gran son altamente tumorigénico in vivo
para probar nuestra hipótesis de que sólo una pequeña subpoblación de células ARO de proliferación es responsable de la formación de tumores, transplantamos grupos de ratones NOD /SCID con un número creciente de CD133
+ /alta, CD133
+ /baja y CD133
- células - a partir de una cantidad normalmente incapaces de iniciar el crecimiento del tumor (~1,000 células) a una cantidad que siempre inicia el crecimiento del tumor (~100,000 células). + /Pilas de gran Como se muestra en la Tabla 1, la inyección de 100.000 a 10.000 CD133
dieron lugar a tumores visibles en todos los ratones (4/4) dentro de cuatro semanas y 1 de 2 ratones inyectados con 1.000 CD133
+ /alta células desarrollaron un tumor. Por el contrario, aunque la inyección de 100.000 CD133
+ /baja células también dio lugar a nuevos tumores (4/4), sólo 1 de cada 4 ratones desarrollaron un tumor después de una inyección de 10.000 CD133
+ células /baja, y no se observaron tumores cuando se inyectaron ratones con 1.000 CD133
+ células /bajas. No se observaron tumores en los ratones inyectados con cualquier número de CD133
- células. En particular, los tumores subcutáneos derivados de la inyección de CD133
+ /pilas de gran ARO crecieron más rápidamente en los ratones NOD /SCID que hizo tumores derivados de CD133
+ /baja células: los ratones inyectados con 100.000 CD133
+ /pilas de gran desarrolladas 250 mm
3 tumores dentro de 16 días y 1.000 mm
3 tumores dentro de 35 días, mientras que los ratones inyectados con 100.000 CD133
+ células /bajas requieren 35 días para desarrollar 250 mm
3 tumores y 45 días para desarrollar 1.000 mm
3 tumores (datos no mostrados). Estas observaciones sugieren que, aunque tanto CD133
+ /alto y CD133
+ /baja células pueden iniciar tumores, CD133
+ /pilas de gran inician el crecimiento del tumor de manera más eficiente y crecen más rápidamente que CD133
+ /células bajas.
a largo plazo potencial tumorigénico de CD133
+ /CD33 y alta
+ /células bajas en ratones NOD /SCID
Las células de los tumores primarios procedentes de la inyección de CD133
+ /alto y CD133
+ células /bajas se trasplantaron en serie en ratones NOD /SCID para determinar el largo plazo potencial tumorigénico de las células. Los experimentos de trasplante limitación de dilución descritos anteriormente indican que el tamaño de los tumores se correlaciona positivamente con el número de CD133
+ /CD133 y alta
+ /baja células inyectadas. Tumores derivados de CD133
+ /CD133 y alta
+ /bajas xenoinjertos primarios y secundarios reproducen constantemente los tumores primarios a nivel histológico (Fig. 5). Aunque ambas subpoblaciones no sólo mantuvieron su potencial tumorigénico durante
in vivo
pases pero también aumentó su agresividad, como se indica por el rápido crecimiento y el aumento de tamaño de los tumores generados sucesivamente, el CD133
+ /pilas de gran son en general más agresivo. En conjunto, estos resultados sugieren que no sólo CD133
+ /CD133 y alta
+ células /bajas tienen potencial tumorigénico a largo plazo, sino también que nuestro sistema de modelo de xenoinjerto cuantitativa y cualitativamente recapitula la tumorigénesis
in vivo
.
(A) CD133
+ /CD133 y alta
+ /bajas subconjuntos de células ARO cada exposición a largo plazo potencial tumorigénico. tumores subcutáneos en ratones NOD /SCID derivan de inyección secundaria de CD133
+ /CD133 y alta
+ /células de baja. (B) con hematoxilina-eosina (H & amp; E) y CD133 análisis de la expresión de los xenoinjertos de ratón generados a partir de xenoinjertos primarios y secundarios
CD133 es altamente expresado en muestras quirúrgicas de ATC humano pero no en células normales de la tiroides.
para entender el papel de CD133 en el ATC humana, es necesario verificar si la proteína CD133 se expresa en las muestras quirúrgicas derivadas de pacientes con diagnósticos clínicos y patológicos de ATC. Se utilizó la tinción inmunohistoquímica para evaluar los niveles de expresión de CD133 en un conjunto de archivos, de forma rutinaria, procesados, ATC muestras de tejido de pacientes incluidos en parafina fijado en formol (
n
= 10). Detectamos expresión CD133 en 8 de muestras 10 (80%) del ATC. intensidad de la tinción varió de fuerte a moderada. imágenes representativas de las muestras de ATC se muestran en la Fig. 6. Sorprendentemente, CD133 se expresa fuertemente en las células tumorales, pero no en las células foliculares de tiroides normales vecinos (Fig. 6). La especificidad del anticuerpo se demostró a través del bloqueo de péptidos. En conjunto, estos datos indican que CD133 se sobreexpresa en muestras clínicas ATC con respecto a los tejidos normales de la tiroides.
(A-D) El análisis inmunohistoquímico de la expresión de CD133 en muestras de ATC. Las células positivas son de color marrón. Tenga en cuenta que las células tiroideas normales no expresan CD133 (flecha). La foto en la parte inferior derecha es un anticuerpo, más competencia péptido tinción CD133.
Discusión
ATC es una de las más letal de todos los tumores humanos. Es altamente resistente a las terapias convencionales y su tasa de mortalidad se acerca al 100%. La rareza relativa y la naturaleza rápidamente fatal de ATC complican tanto en su diagnóstico y tratamiento. El presente estudio demuestra por primera vez que sólo una subpoblación de células de ATC es capaz de formar tumores en ratones NOD /SCID. Se identificaron y se aislaron estas células basado en la expresión de un CSC marcador de superficie celular, CD133, en la línea celular humana ATC ARO. Nuestros datos demuestran que tan sólo el 1,000 CD133
+ /altas y 10.000 células CD133
+ células de baja /pueden formar tumores en ratones NOD /SCID. En contraste, los ratones inyectados con CD133
- Las células se mantuvieron libres durante todo el período de estudio del tumor. Estos datos revelan que las células tumorigénicas y no tumorigénicas co-existen dentro de ATC, y dan a entender que no todas las células tumorales son capaces de iniciar el crecimiento neoplásico. Por el contrario, los tumores anaplásicos son generados por un pequeño subconjunto de células CSC que pueden auto-renovarse y diferenciarse en toda la población tumoral. Nuestro
in vivo
datos apoyan un modelo CSC no caracterizado previamente para el ATC tumorigénesis [33], [34]
El enfoque actual se basa en dos líneas celulares ATC humanos bien caracterizados:. ARO y FRO . Zito
et al
informó anteriormente de que más del 60% de las células CD133 ARO eran
+, y que las células FRO no expresaban CD133 [25]. En contraste, se encontró que alrededor del 7% de ambas células ARO adelante y atrás eran CD133
+ (fig. 1A). Además, a pesar del hecho de que la tinción de inmunofluorescencia por nosotros (Fig. 1B) y otros demuestran claramente que CD133 es una proteína de superficie celular, el grupo de Zito describe CD133 inmunotinción como citoplásmica y apical - atípico para una glicoproteína transmembrana de cinco [25]. Hay varias explicaciones posibles para estas discrepancias. En primer lugar, debido a que las fuentes de líneas celulares son diferentes, es posible que heredaron características diferentes. Por ejemplo, como se describe aquí cómo, al igual que muchas células madre cancerosas, CD133
+ /pilas de gran proliferan más rápidamente que CD133
- células (Fig. 3). Durante un período prolongado de cultivo continuo, se observó que la proporción de CD133
+ células en el cultivo ARO aumentó dramáticamente a partir de 7% a 80%. Si el grupo de Zito estudió células FRO-principios de paso que pueden tener la conclusión equivocada de que las células no expresan CD133. Un informe reciente de Schweppe
et al
también sugiere que las líneas celulares ATC supuestos Aro y KAT-4 se derivan actualmente de la línea celular de cáncer de colon HT-29 y no son de origen cáncer de tiroides [35]. Aunque no está claro si las líneas celulares utilizadas por Zito
et al
estaban contaminados, el análisis genético de ADN y estudios de huellas dactilares deben utilizarse para aclarar la identidad de estas líneas celulares. Finalmente, será necesario para confirmar nuestros hallazgos en muestras de tejido quirúrgico ATC humanos frescos porque las líneas celulares no siempre recapitulan todos los aspectos de los tumores primarios. Sin embargo, la rareza de la enfermedad puede hacer que esto sea difícil de lograr
.
La rápida proliferación de CD133
+ células puede explicar, al menos parcialmente la naturaleza fatal de ATC. métodos de diagnóstico existentes se basan en varias características: la falta de absorción de yodo radiactivo, una extensión directa en los tejidos blandos, y una masa agrandamiento rápido de cuello (tamaño medio de presentación: 8 cm). La mayoría de los pacientes están luchando con problemas respiratorios por el momento del diagnóstico, y la mayoría de estos cánceres ya están en etapa IV-que se han extendido ampliamente a los ganglios linfáticos cervicales y órganos distantes como el de pulmón y el hueso, y son difíciles de detectar y destruir incluso con cirugía. Debido a que es probable que la naturaleza de rápido crecimiento de la ATC y las bajas altas posteriores se deben a la naturaleza altamente proliferativa y tumorigénico de CD133
+ células, parece razonable que las terapias futuras deben ser diseñados para tratar CD133
+ poblaciones. Las terapias con medicamentos dirigidos a estas poblaciones es probable que difieran de las quimioterapias actuales para pacientes con ATC y pueden tener más éxito en el tratamiento de la enfermedad.
Nuestros estudios inmunohistoquímicos de ATC clínica especímenes mostraron claramente que CD133 se expresa en las células tumorales, pero no en células tiroideas normales vecinos. Más importante aún, los tumores derivados de CD133
+ /CD133 y alta
+ /bajas xenoinjertos primarios y secundarios reproducen fielmente los tumores primarios a nivel histológico en nuestros modelos de xenoinjerto (Fig. 5). En conjunto, estos resultados sugieren que CD133
+ células mantienen su potencial tumorigénico durante el
in vivo
pases y de hecho son los CAC. autorrenovación células madre cancerosas y reconstituir sus sistemas de órganos particulares a través de un proceso de división asimétrica que genera una nueva célula de células madre y una hija capaz de diferenciación. También pueden dividir simétricamente para formar ya sea dos células hijas normales o dos células madre, dependiendo de factores que rodea extracelulares. Nuestros datos que CD133
+ células generan nuevos tumorigénicas CD133
+ células, además de poblaciones mixtas de células no tumorigénicas más apoyo la idea de que son verdaderas células madre cancerosas.
Shmelkov
y col
informó recientemente de que CD133 puede no ser un marcador fiable de células madre cancerosas de colon. El uso de ratones transgénicos que expresan LacZ bajo el promotor CD133, encontraron que CD133 se expresa ampliamente en el epitelio del colon normal y canceroso [36]. Además, se informó de que, aunque tanto CD133
+ y CD133
- células de cáncer de colon metastásico pueden iniciar los tumores en los ratones NOD /SCID, CD133
+ células pueden dar lugar a la más agresiva CD133
- células durante la transición metastásico [36]. ATC es un cáncer de tiroides indiferenciado, y su comportamiento es en gran parte diferente de cáncer de colon. Por ejemplo, se encontró que las células tiroideas normales no expresan CD133. Por otra parte, tanto CD133
+ /alto y CD133
+ /baja subconjuntos pueden iniciar el crecimiento del tumor en ratones NOD /SCID, pero CD133
+ /pilas de gran generar tumores más agresivos que CD133
+ /baja Células. No está claro en nuestro estudio que subconjuntos CD133 juegan un papel en la metástasis del ATC. Nuestro modelo de xenoinjerto de corriente depende de la trasplante subcutáneo de las células CD133 en ratones NOD /SCID. Esta ubicación no es un nicho normal de las células cáncer de tiroides y no puede recapitular fielmente el medio ambiente experimentado por las células cancerosas en el tumor original. Aunque hemos demostrado que los tumores derivados de cualquiera de las poblaciones de células ARO granel o según son notablemente similares al tumor primario, es concebible que la cama tiroides puede apoyar mejor el crecimiento y diferenciación de células madre cancerosas de la tiroides. Este punto es aún más importante si se considera que el ATC es un tipo localmente agresivo de tumor de tiroides con una alta tasa de metástasis a distancia. Por lo tanto, es muy importante establecer un modelo ortotópico en el que se inyectan células tumorales directamente en la glándula tiroides [37].
Hemos encontrado que CD133
+ células sobreexpresan preferentemente genes, como Oct4, que normalmente se enriquecen en células madre embrionarias. Nuestros anteriores RT-PCR perfiles de expresión génica indican que las líneas celulares ATC expresan los marcadores de células madre embrionarias Rex1, Oct4 y Nanog. También se detectó la expresión de un número de marcadores endodérmico, incluyendo Sox17, Foxa2 y Sox 7, (datos no mostrados). Aunque estas líneas celulares de cáncer también expresan TSHR y el factor de transcripción Pax8 tiroides, otros marcadores de células de la tiroides terminalmente diferenciadas, tales como el cotransportador de sodio-yoduro y tiroglobulina, no se expresan en estas líneas celulares (Friedman y Lin, observaciones no publicadas). Estos resultados están de acuerdo con lo señalado por Zito
et al
quienes encontraron que la ARO /CD133
+ células expresan el factor de transcripción-thyroblast específica TTF-1 y Oct4, pero no tiroglobulina, tiroperoxidasa o sodio cotransportador de yodo [25]. En conjunto, estos hallazgos indican que las células ATC no sólo han comenzado a proliferar sin control, una característica común a todas las células cancerosas, pero también de que están perdiendo características de las células de tiroides diferenciados. Nuestros resultados revelan un vínculo previamente desconocida entre los genes asociados con células madre embrionarias y las células de la tiroides y apoyan la posibilidad de que estos genes contribuyen a los fenotipos de CSC-como exhibidas por muchos tumores. Estas observaciones sugieren que las redes de regulación que controlan la función de las células tiroideas también pueden ser activos en ATCs. Nuestro descubrimiento de que TSH puede regular la proliferación y el crecimiento de CD133
+ células puede tener implicaciones importantes. Clínicamente, la mayor incidencia de cáncer de tiroides se produce en pacientes con niveles de TSH anormalmente elevados. Se encontró que el CD133
+ células sobreexpresan el gen TSHR. Además, esta expresión está regulada positivamente por TSH, lo que implica un mecanismo de retroalimentación autorreguladora (Fig. 7). Es importante investigar más a fondo cómo TSH afecta a la proliferación de CD133
+ células y, por extensión, la de otras células madre cancerosas. El papel de la activación Oct4 en la supervivencia del cáncer y los genes y las proteínas que facilitan la auto-renovación de CD133
+ también garantizan la investigación.
TSH, hormona estimulante del tiroides, TSHR, el receptor de la hormona estimulante del tiroides, círculo rojo, CD133
+ /pilas de gran, círculo azul, CD133
+ /células bajas, círculo amarillo, CD133
-. células
En resumen, nuestra identificación de éstos ATC células oncogénicas es un primer paso crítico en la comprensión de cómo la señalización de TSH afecta el crecimiento de CD133
+ células y en el desarrollo de terapias más eficaces para el ATC. El diagnóstico de la ATC actualmente se basa en un panel complejo de los parámetros patológicos y el uso de CD133 como un nuevo marcador para identificar las células del cáncer de iniciación de ATC puede ser una forma más fiable para detectar y vigilar la progresión del cáncer. Estos hallazgos deberían estimular estudios adicionales para determinar si las diferencias cuantitativas o cualitativas en la expresión de CD133 en ATC tienen valor pronóstico.