The role of sexual steroid hormones in glioblastoma

Tese de mestrado, Neurociências, Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2020Introduction: Glioblastoma (GBM) represents about 30-40% of the Central Nervous System tumors and has 50% more incidence in men than in women. This sex biased pattern suggests that sex hormones may be of relevance for GBM’s etiopathology. However, this hypothesis has not been the target of much investigation so far. Objectives: The aim of this project was to assess the role of sex steroid hormones, estradiol (E2), progesterone (P4), dihydrotestosterone (DHT) and testosterone (T) in cell viability and apoptosis of three GBM cell lines (U-87MG, SNB19 and U-373MG),which represent different grades of GBM aggressiveness, and in a human astrocyte cell line (HASTR/ci35). Materials and methods: The presence of estrogen, progesterone and androgen receptors (ER, PR and AR, respectively) was assessed in U-87MG, SNB19, U-373MG and in HASTR/ci35 by immunocytochemistry. Then, the effect of E2, P4, DHT and T on cell viability was assessed by the 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide (MTT) assay upon incubations with physiological concentrations of hormones, during different incubation periods. Results: We found ERα and ERβ expression in HASTR/ci35, U-87MG, SNB19, and U- 373MG. ERα had a predominant cytoplasmatic distribution in all the cells lines except in U-87MG. PR had a marked expression in the U-87MG cell line but not in HASTR/ci35, SNB19 and U-373MG. AR expression was confirmed in all cell lines analysed. E2 increased the viability of HASTR/ci35 and diminished it in SNB19, pointing to a protective role in these lines. Progesterone diminished viability in U-87MG cells but had the opposite effect in the most aggressive cell lines SNB19 and U-373MG. DHT increased the viability of U-87MG, SNB19 and U-373MG. Interestingly, testosterone increased the viability of astrocytes but diminished the viability of U-87MG cells, what contradicts previous studies pointing to its effect in promoting migration, invasion and proliferation in GBM. Conclusion: This study sets the basis for further exploring the effect of these hormones on relevant parameters of cancer such as proliferation, apoptosis, migration and invasion to further elucidate the differences observed in the effect of these hormones on cell viability, that concur with a protective effect of E2 and T, and a more controversial role of P4 in GBM cell lines. On the other hand, DHT, enhanced cell viability, what is a preliminary indication that the higher prevalence of GBM in men might be indeed favoured by their hormonal background.Introdução: O glioblastoma (GBM) representa cerca de 30-40% dos tumores do Sistema Nervoso Central e tem 50% mais incidência em homens do que em mulheres. Esse padrão de tendência para um viés sexual sugere que as hormonas sexuais podem ser relevantes para a etiopatologia do GBM. No entanto, essa hipótese não tem sido alvo de muita investigação até ao momento. Objetivos: O objetivo deste projeto foi avaliar o papel das hormonas esteróides sexuais, estradiol (E2), progesterona (P4), dihidrotestosterona (DHT) e testosterona (T) na viabilidade celular e apoptose de três linhas celulares de GBM (U-87MG, SNB19 e U- 373MG), que representam diferentes graus de agressividade do GBM e numa linha celular de astrócitos humanos (HASTR/ci35). Materiais e métodos: A presença de recetores de estrogénios, progesterona e androgénios (ER, PR e AR, respetivamente) foi avaliada em U-87MG, SNB19, U- 373MG e em HASTR/ci35 por imunocitoquímica. De seguida, o efeito de E2, P4, DHT e T na viabilidade celular foi avaliado pelo ensaio de MTT em incubações com concentrações fisiológicas de hormonas, durante diferentes períodos de incubação. Resultados: Verificou-se a expressão de ERα e ERβ em HASTR/ci35, U-87MG, SNB19 e U-373MG. O ERα teve uma distribuição predominantemente citoplasmática em todas as linhas celulares, exceto em U-87MG. PR teve uma expressão marcada na linha celular U-87MG, mas não em HASTR/ci35, SNB19 e U-373MG. A expressão de AR foi confirmada em todas as linhas celulares analisadas. E2 aumentou a viabilidade em HASTR/ci35 e diminuiu em SNB19, apontando para um papel protetor nessas linhas. A progesterona diminuiu a viabilidade nas células U-87MG, mas teve o efeito oposto nas linhas celulares mais agressivas SNB19 e U-373MG. A DHT aumentou a viabilidade das U-87MG, SNB19 e U-373MG. Curiosamente, a testosterona aumentou a viabilidade dos astrócitos e a diminuiu a viabilidade nas células U-87MG, o que contradiz estudos anteriores que apontam para o seu efeito na promoção da migração, invasão e proliferação em GBM. Conclusão: Este estudo estabelece as bases para explorar ainda mais o efeito destas hormonas em parâmetros relevantes no cancro, como proliferação, apoptose, migração e invasão, para elucidar ainda melhor as diferenças observadas no efeito destas hormonas na viabilidade celular, que coincidem com um efeito protetor das hormonas E2 e T, e um papel mais controverso de P4 em linhas celulares de GBM. Por outro lado, a DHT, aumentou a viabilidade celular, o que é uma indicação preliminar de que a maior prevalência de GBM nos homens pode ser de facto favorecida pelo seu background hormonal

The sex bias of cancer

In cancers of hormone-dependent organs like women breast and reproductive organs, endometrium and ovaries, and men’s prostate and testicular cancer, the roles of sex hormones and deregulation of hormone axes are well-documented. More strikingly, epidemiological data highlights significant differences between sexes in the incidence of various cancers in non-reproductive organs, where the role of sex hormones has been less studied. In an era when personalised medicine is gaining recognition, understanding molecular, cellular and biological differences between men and women is timely for developing more appropriate therapeutic interventions according to gender. In this review we show that sex hormones also shape much of the deregulated cellular and molecular pathways leading to cell proliferation and cancer in nonreproductive organs.info:eu-repo/semantics/acceptedVersio