Dissecting chemotherapy resistance in prostate cancer: interplay between RKIP and androgen stimulation

Abstract

O cancro da próstata (CaP) é o segundo cancro mais frequente em homens, sendo a cascata de sinalização mediada pelo Recetor de Androgénio (RA) o principal mecanismo molecular associado á sua progressão. Outros processos, como a Transição Epitélio-Mesenquimal (TEM), têm sido associados com metastização e resistência terapêutica em CaP. A TEM é um processo reversível que regula a conversão de células com características epiteliais num fenótipo mesenquimal que é altamente invasivo. Contudo, a ligação entre estimulação com androgénios e EMT continua em debate, com resultados contraditórios na literatura. Não obstante á existência de novos fármacos, o CaP num estado avançado permanece incurável, sendo indispensável descobrir novos marcadores de respostas terapêutica. A RKIP (Raf Kinase Inhibitor Protein) é uma proteína descrita como supressora de metástases em vários tumores, incluindo o CaP. Funcionalmente, a RKIP é inibidora da TEM, constituindo uma oportunidade para controlar a progressão do CaP. Neste trabalho pretendeu-se estudar o efeito da estimulação androgénica na expressão de proteínas da TEM e da RKIP, bem como o papel da RKIP e da estimulação androgénica na resposta farmacológica em CaP. Inicialmente, em linhas celulares de CaP, observámos que não existe uma relação significativa entre a estimulação androgénica e a expressão da RKIP. Concluiu-se ainda que as linhas celulares mais sensíveis aos fármacos estudados eram positivas para RA, RKIP e proteínas do fenótipo epitelial. De seguida, numa linha celular positiva para RA, observou-se que a estimulação androgénica teve um comportamento incongruente no controlo da expressão de proteínas mesenquimais. Constatou-se ainda que a expressão de RKIP, AR e proteínas mesenquimais aumenta após tratamento com anti-androgénios. Por fim, uma linha celular positiva para RA foi silenciada para a expressão de RKIP, tendo-se verificado que a sua ausência leva a uma maior sensibilidade das células a agentes quimioterápicos, mas não a anti-androgénios. No entanto, observou-se que células com RKIP silenciado possuem um aumento da expressão de proteínas associadas à TEM e à resistência terapêutica. Este estudo destaca o papel de RKIP na resposta à quimioterapia, sendo, no entanto, necessários mais ensaios para compreender o seu mecanismo de ação nestes tratamentos.

Prostate Cancer (PCa) is the second most frequent cancer in men, in which the main mechanism of progression is the Androgen Receptor (AR) signaling. Some mechanisms have been correlated with metastization and therapeutic resistance in PCa, namely, the Epithelial Mesenchymal Transition (EMT). EMT is a reversible process that regulates the conversion of cells with epithelial characteristics into a highly invasive mesenchymal phenotype. Nevertheless, the connection between androgens and EMT continues to be investigated, being a subject with contradictory results in the literature In spite of the development of new pharmacological drugs, advanced PCa remains incurable and treatments are limited and ineffective, making it indispensable to discover new markers for prediction of therapy response. Raf Kinase Inhibitor Protein (RKIP) has been described as a metastasis suppressor protein in various tumors, including PCa. Functionally, RKIP is an inhibitor of EMT, providing an opportunity to control PCa progression. In this project the influence of androgen stimulation in RKIP and EMT proteins expression was evaluated, as well as role of RKIP and androgen stimulation in pharmacological response in PCa. Firstly, in PCa cell lines a non-significant correlation between RKIP and androgen stimulation was observed. Moreover, we concluded that the most sensitive cell lines to the studied drugs were positive for AR, RKIP, and EMT proteins. Subsequently, in an AR-positive cell line, was observed that androgen stimulation had an incongruent behavior in the modulation mesenchymal proteins expression. Additionally, RKIP, AR, and mesenchymal proteins were increased under antiandrogen drugs treatment. Finally, an AR-positive cell line was knocked out (KO) for RKIP expression, being revealed that its absence leads to a better response of cells to chemotherapeutic, but not to antiandrogen drugs. However, in RKIP KO cells, was observed an increased expression of proteins related to EMT and therapeutic resistance. This study highlights the RKIP role in the chemotherapeutic response in PCa, however, more assays are required to understand its mechanism of action to those therapeutic approaches.