Hyaluronan preconditioning of monocytes/macrophages affects their angiogenic behavior and regulation of TSG-6 expression in a tumor type-specific manner

Hyaluronan is a glycosaminoglycan normally present in the extracellular matrix in most tissues. Hyaluronan is a crucial player in many processes associated with cancer, such as angiogenesis, invasion and metastasis. However, little has been reported regarding the action of hyaluronan on monocytes/macrophages in tumor angiogenesis and its consequences on tumor development. In the present study, we investigated the effects of hyaluronan of different sizes on human monocytes/macrophages angiogenic behavior in colorectal and breast carcinoma. In vitro, treatment of monocytes/macrophages with lysates and conditioned media from a breast, but not from colorectal, carcinoma cell line plus high molecular weight hyaluronan induced: i) an increased expression of angiogenic factors VEGF, IL‐8, FGF‐2 and MMP‐2, ii) increased endothelial cell migration and iii) a differential expression of hyaluronan‐binding protein TSG‐6. Similar results were observed in monocytes/macrophages derived from breast cancer patients treated with tumor lysates. Besides, macrophages primed with high molecular weight hyaluronan and inoculated in human breast cancer xenograft tumor increased blood vessel formation and diminished TSG‐6 levels. In contrast, the effects triggered by high molecular weight hyaluronan on monocytes/macrophages in breast cancer context were not observed in the context of colorectal carcinoma. Taken together, these results indicate that the effect of high molecular weight hyaluronan as an inductor of the angiogenic behavior of macrophages in breast tumor context is in part consequence of the presence of TSG‐6.Fil: Spinelli, Fiorella Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Vitale, Daiana Luján. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Icardi, Antonella. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Caon, Ilaria. Università degli Studi dell’Insubria; ItaliaFil: Brandone, Alejandra. Gobierno de la Provincia de Buenos Aires. Hospital Interzonal General de Agudos Doctor Abraham Felix Piñeyro.; ArgentinaFil: Giannoni, Ana Paula. No especifíca;Fil: Saturno, Maria Virginia. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Passi, Alberto. Università degli Studi dell’Insubria; ItaliaFil: García, Mariana. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Sevic, Ina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Alaniz, Laura Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; Argentin

Hyaluronan metabolism is associated with DNA repair genes in breast and colorectal cancer: Screening of potential progression markers using qPCR

In this work, we compared mRNA levels of Hyaluronan (HA) metabolism members and BRCA genes, known to be involved in the tumoral process, between tumor and non-tumor adjacent tissue and its correlation with previously proposed biomarkers (ER, PR, HER2 and KI67) in order to assess their value as a progression biomarkers. We show alteration in HA metabolism in colorectal but not breast cancer. However, we found a decrease in Hyaluronidase 1 HYAL1 levels in the breast but not colorectal cancer. We also show lower HA levels in tumor compared with normal tissue that could indicate a possible influence of tumor on its surrounding "normal" tissue. In both breast and colorectal cancer, CD44 and BRCA2 showed a strong positive correlation. Besides, our results show first indicators that qPCR of the analyzed genes could be used as an easy and low cost procedure for the evaluation of molecular markers we propose here.Fil: Sevic, Ina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Spinelli, Fiorella Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Vitale, Daiana Luján. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Icardi, Antonella. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Romano, María Lucia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Brandone, Alejandra. Gobierno de la Provincia de Buenos Aires. Hospital Interzonal General de Agudos Doctor Abraham Felix Piñeyro.; ArgentinaFil: Giannoni, Ana Paula. Clínica Centro, Junín; ArgentinaFil: Cristina, Silvia Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Bolontrade, Marcela Fabiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Medicina Traslacional e Ingeniería Biomédica - Hospital Italiano. Instituto de Medicina Traslacional e Ingeniería Biomédica.- Instituto Universitario Hospital Italiano de Buenos Aires. Instituto de Medicina Traslacional e Ingeniería Biomédica; ArgentinaFil: Alaniz, Laura Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; Argentin

Stem: associated features in tumor cells able to colonize secondary tumor sites

Osteosarcoma (OS), the most frequent bone tumor in pediatrics, presents critical clinical challenges in lung metastasis and chemoresistance emergence. Understanding OS switch into a metastatic phenotype and the interaction OS-stromal cells relevant in the new niche, would help in developing better diagnostic and therapeutic tools. In order to distinguish aspects that would allow OS cells to leave the bone niche and survive in a new tissue environment, we evaluated behavioral features acquired by OS cells with ability to establishsecondary tumor growth in the lungs, approaching the degree of differentiation, doxorubicin (doxo) exclusion and distribution properties and molecular signatures. Our results indicate that lung-colonizing OS cells diminished its osteoblastic potential while modified the intracellular localization of chemodrugs. In this way, doxo switched from a nuclear to a cytoplasmatic distribution in cells with lung colonizing ability (0,884±0,015 SAOS2;0,546±0,131 LM7). These features coincided with a higher level of expression of stemrelated genes and lower expression of differentiation-associated markers even at basal conditions in the metastatic cells. On the other hand, the higher osteogenic activity of OS cells with non-colonizing features was even reflected as a paracrine osteo-inductive effect. In addition, OS cells with high and low lung-colonizing capacities have opposite impact in mesenchymal stem cells (MSCs). Further, OS cells colonized-mouse lungs had a greater chemoattractive induction on MSCs. A major acquisition in tumor cells with metastatic features is a switch into a stem-like state that could favor their survival in the pulmonary niche, opening new possibilities for specific chemotherapeutic schemes. We provide new insights on OS cells differing in lung homing ability, with particular emphasis on multidrug resistance and interaction with MSC, which would impact in early diagnosis and therapeutic management.Fil: Valenzuela Alvarez, Matias Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Houssay. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica. - Hospital Italiano. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica. - Instituto Universitario Hospital Italiano de Buenos Aires. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica.; ArgentinaFil: Gutierrez, Luciana Mariel. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Houssay. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica. - Hospital Italiano. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica. - Instituto Universitario Hospital Italiano de Buenos Aires. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica.; ArgentinaFil: Guzman, Guido Benjamin. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Houssay. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica. - Hospital Italiano. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica. - Instituto Universitario Hospital Italiano de Buenos Aires. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica.; ArgentinaFil: Sordelli, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Houssay. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica. - Hospital Italiano. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica. - Instituto Universitario Hospital Italiano de Buenos Aires. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica.; ArgentinaFil: Vitale, Daiana Luján. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Cantero, María José. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Fisiopatología y Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Alaniz, Laura Daniela. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: García, Mariana Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Fisiopatología y Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Risk, Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Medicina Traslacional e Ingeniería Biomédica - Hospital Italiano. Instituto de Medicina Traslacional e Ingeniería Biomédica.- Instituto Universitario Hospital Italiano de Buenos Aires. Instituto de Medicina Traslacional e Ingeniería Biomédica; ArgentinaFil: Lazarowski, Alberto Jorge. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Correa, Alejandro. No especifíca;Fil: Bolontrade, Marcela Fabiana. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Houssay. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica. - Hospital Italiano. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica. - Instituto Universitario Hospital Italiano de Buenos Aires. Instituto de Medicina Traslacional E Ingenieria Biomedica.; ArgentinaReunión Anual de Sociedades de BiocienciaMar del PLataArgentinaSociedad Argentina de Investigación ClínicaAsociación Argentina de Farmacología ExperimentalSociedad Argentina de BiologíaSociedad Argentina de ProtozoologíaAsociación Argentina de NanomedicinasAsociación Argentina de Ciencia y Tecnología de Animales de Laboratori

Initial Identification of UDP-Glucose Dehydrogenase as a Prognostic Marker in Breast Cancer Patients, Which Facilitates Epirubicin Resistance and Regulates Hyaluronan Synthesis in MDA-MB-231 Cells

UDP-glucose-dehydrogenase (UGDH) synthesizes UDP-glucuronic acid. It is involved in epirubicin detoxification and hyaluronan synthesis. This work aimed to evaluate the effect of UGDH knockdown on epirubicin response and hyaluronan metabolism in MDA-MB-231 breast cancer cells. Additionally, the aim was to determine UGDH as a possible prognosis marker in breast cancer. We studied UGDH expression in tumors and adjacent tissue from breast cancer patients. The prognostic value of UGDH was studied using a public Kaplan–Meier plotter. MDA-MB-231 cells were knocked-down for UGDH and treated with epirubicin. Epirubicin-accumulation and apoptosis were analyzed by flow cytometry. Hyaluronan-coated matrix and metabolism were determined. Autophagic-LC3-II was studied by Western blot and confocal microscopy. Epirubicin accumulation increased and apoptosis decreased during UGDH knockdown. Hyaluronan-coated matrix increased and a positive modulation of autophagy was detected. Higher levels of UGDH were correlated with worse prognosis in triple-negative breast cancer patients that received chemotherapy. High expression of UGDH was found in tumoral tissue from HER2--patients. However, UGDH knockdown contributes to epirubicin resistance, which might be associated with increases in the expression, deposition and catabolism of hyaluronan. The results obtained allowed us to propose UGDH as a new prognostic marker in breast cancer, positively associated with development of epirubicin resistance and modulation of extracellular matrix

Microambiente tumoral : el rol del ácido hialurónico en el desarrollo de resistencia a la quimioterapia.

Tesis de Doctorado en Biología Molecular y BiotecnologíaEl desarrollo de resistencia a drogas durante la quimioterapia es una de las principales causas de recurrencia y mortalidad en cáncer. Las células tumorales modifican su microambiente (MAT) favoreciendo su crecimiento y diseminación, donde la matriz extracelular (MEC) induce señales intra e intercelulares anormales que modulan el comportamiento tumoral. El ácido hialurónico (AH) es el principal glicosaminoglicano que conforma dicha matriz. Su síntesis se incrementa durante el desarrollo tumoral y predominan las formas de bajo peso molecular (BPM), alterando mecanismos como la angiogénesis y la resistencia a drogas. El objetivo del trabajo fue analizar el rol del AH como modulador de la respuesta a drogas usadas en esquemas de quimioterapia. Específicamente, se buscó modificar el entorno tumoral con la adición de AH de BPM, o por alteración de su síntesis endógena durante el tratamiento con doxorrubicina (DOX) y epirrubicina (EPI) en distintos modelos tumorales. Un MAT con alta proporción de AH de BPM activó señales de sobrevida y progresión tumoral que afectaron la eficacia del tratamiento con DOX en modelos de linfoma T y adenocarcinoma mamario. Se observó también un efecto adicional sobre la angiogénesis y la remodelación de la MEC de cada tumor. El tratamiento con AH de BPM y DOX sobre las células tumorales activó señales pro-angiogénicas que aumentaron la migración de células endoteliales y la formación de vasos in vitro e in vivo. Este efecto fue independiente de la modulación de la secreción del VEGF, pero podría guardar relación con un aumento en la expresión de FGF-2 y de vías de señalización relacionadas. Por otro lado, la combinación de AH de BPM y DOX aumentó la secreción de AH endógeno en el modelo de linfoma T, resultado que no se observó en las células de adenocarcinoma mamario. Estos resultados indicarían que el rol modulador del AH sobre el tratamiento antitumoral sería diferencial considerando el origen y el entorno en el cual se desarrolla cada tipo de neoplasia. Por otro lado, estudiamos el rol de la enzima UDP-glucosa deshidrogenasa (UGDH) sintetiza el ácido-UDP-glucurónico, precursor necesario para la síntesis del AH y reacciones de inactivación de drogas como la EPI. Al silenciar la expresión de UGDH durante el tratamiento con EPI, las células de adenocarcinoma mamario acumularon más EPI en su interior, sin embargo, los niveles de apoptosis no se modificaron. Estos resultados estuvieron en concordancia con un aumento en la migración, angiogénesis y autofagia, mecanismos relacionados con fenotipos tumorales agresivos y la resistencia a drogas. Además, en tales condiciones, las células tumorales mostraron un aumento en su matriz pericelular principalmente compuesta por AH, asociado a con un desbalance entre la expresión de las enzimas que sintetizan y degradan el AH. Este trabajo presenta clara evidencia que un estroma tumoral adverso dado por la alteración de los niveles de AH, no solo afecta a las propias células tumorales, sino que puede modular el comportamiento de las células endoteliales asociadas y alterar la eficacia de los tratamientos quimioterapéuticos. Por lo tanto, modular la acumulación de AH en la MEC tumoral, utilizando fármacos que alteren su metabolismo, resultaría clave para evadir los mecanismos de “resistencia estromal” que a su vez promueven el desarrollo de resistencia a drogas y, así incrementar la eficacia de los tratamientos antitumorales."Fil: Vitale, Daiana Lujan. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Bio y Nanotecnologías. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Buenos Aires, Argentina.

Targeting the Tumor Extracellular Matrix by the Natural Molecule 4-Methylumbelliferone: A Complementary and Alternative Cancer Therapeutic Strategy

International audienceIn antineoplastic therapy, one of the challenges is to adjust the treatment to the needs of each patient and reduce the toxicity caused by conventional antitumor strategies. It has been demonstrated that natural products with antitumoral properties are less toxic than chemotherapy and radiotherapy. Also, using already developed drugs allows developing substantially less costly methods for the discovery of new treatments than traditional drug development. Candidate molecules proposed for drug repositioning include 4-methylumbelliferone (4-MU), an orally available dietetic product, derivative of coumarin and mainly found in the plant family Umbelliferae or Apiaceae. 4-MU specifically inhibits the synthesis of glycosaminoglycan hyaluronan (HA), which is its main mechanism of action. This agent reduces the availability of HA substrates and inhibits the activity of different HA synthases. However, an effect independent of HA synthesis has also been observed. 4-MU acts as an inhibitor of tumor growth in different types of cancer. Particularly, 4-MU acts on the proliferation, migration and invasion abilities of tumor cells and inhibits the progression of cancer stem cells and the development of drug resistance. In addition, the effect of 4-MU impacts not only on tumor cells, but also on other components of the tumor microenvironment. Specifically, 4-MU can potentially act on immune, fibroblast and endothelial cells, and pro-tumor processes such as angiogenesis. Most of these effects are consistent with the altered functions of HA during tumor progression and can be interrupted by the action of 4-MU. While the potential advantage of 4-MU as an adjunct in cancer therapy could improve therapeutic efficacy and reduce toxicities of other antitumoral agents, the greatest challenge is the lack of scientific evidence to support its approval. Therefore, crucial human clinical studies have yet to be done to respond to this need. Here, we discuss and review the possible applications of 4-MU as an adjunct in conventional antineoplastic therapies, to achieve greater therapeutic success. We also describe the main proposed mechanisms of action that promote an increase in the efficacy of conventional antineoplastic strategies in different types of cancer and prospects that promote 4-MU repositioning and application in cancer therapy

The immunological effect of hyaluronan in tumor angiogenesis

The relationship between the immune system and angiogenesis has been described in several contexts, both in physiological and pathological conditions, as pregnancy and cancer. In fact, different types of immune cells, such as myeloid, macrophages and denditric cells, are able to modulate tumor neovascularization. On the other hand, tumor microenvironment also includes extracellular matrix components like hyaluronan, which has a deregulated synthesis in different tumors. Hyaluronan is a glycosaminoglycan, normally present in the extracellular matrix of tissues in continuous remodeling (embryogenesis or wound healing processes) and acts as an important modulator of cell behavior by different mechanisms, including angiogenesis. In this review, we discuss hyaluronan as a modulator of tumor angiogenesis, focusing in intracellular signaling mediated by its receptors expressed on different immune cells. Recent observations suggest that the immune system is an important component in tumoural angiogenesis. Therefore, immune modulation could have an impact in anti-angiogenic therapy as a new therapeutic strategy, which in turn might improve effectiveness of treatment in cancer patients.Fil: Spinelli, Fiorella Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Vitale, Daiana Luján. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Demarchi, Gianina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Cristina, Silvia Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Alaniz, Laura Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; Argentin

Targeting the tumor extracellular matrix by the natural molecule 4-Methylumbelliferone: a complementary and alternative cancer therapeutic strategy

In antineoplastic therapy, one of the challenges is to adjust the treatment to the needs of each patient and reduce the toxicity caused by conventional antitumor strategies. It has been demonstrated that natural products with antitumoral properties are less toxic than chemotherapy and radiotherapy. Also, using already developed drugs allows developing substantially less costly methods for the discovery of new treatments than traditional drug development. Candidate molecules proposed for drug repositioning include 4-methylumbelliferone (4-MU), an orally available dietetic product, derivative of coumarin and mainly found in the plant family Umbelliferae or Apiaceae. 4-MU specifically inhibits the synthesis of glycosaminoglycan hyaluronan (HA), which is its main mechanism of action. This agent reduces the availability of HA substrates and inhibits the activity of different HA synthases. However, an effect independent of HA synthesis has also been observed. 4-MU acts as an inhibitor of tumor growth in different types of cancer. Particularly, 4-MU acts on the proliferation, migration and invasion abilities of tumor cells and inhibits the progression of cancer stem cells and the development of drug resistance. In addition, the effect of 4-MU impacts not only on tumor cells, but also on other components of the tumor microenvironment. Specifically, 4-MU can potentially act on immune, fibroblast and endothelial cells, and pro-tumor processes such as angiogenesis. Most of these effects are consistent with the altered functions of HA during tumor progression and can be interrupted by the action of 4-MU. While the potential advantage of 4-MU as an adjunct in cancer therapy could improve therapeutic efficacy and reduce toxicities of other antitumoral agents, the greatest challenge is the lack of scientific evidence to support its approval. Therefore, crucial human clinical studies have yet to be done to respond to this need. Here, we discuss and review the possible applications of 4-MU as an adjunct in conventional antineoplastic therapies, to achieve greater therapeutic success. We also describe the main proposed mechanisms of action that promote an increase in the efficacy of conventional antineoplastic strategies in different types of cancer and prospects that promote 4-MU repositioning and application in cancer therapy.Fil: Vitale, Daiana Luján. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Icardi, Antonella. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rosales, Paolo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Spinelli, Fiorella Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; Argentina. Universite de Nantes; FranciaFil: Sevic, Ina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Alaniz, Laura Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; Argentin

Co-treatment of tumor cells with hyaluronan plus doxorubicin affects endothelial cell behavior independently of VEGF expression

Hyaluronan, the main glycosaminoglycan of extracellular matrices, is concentrated in tissues with high cell proliferation and migration rates. In cancer, hyaluronan expression is altered and it becomes fragmented into low-molecular-weight forms, affecting mechanisms associated with cell proliferation, invasion, angiogenesis and multidrug resistance. Here, we analyzed the effect of low-molecular-weight hyaluronan on the response of T lymphoma, osteosarcoma, and mammary adenocarcinoma cell lines to the antineoplastic drug doxorubicin, and whether co-treatment with hyaluronan and doxorubicin modified the behavior of endothelial cells. Our aim was to associate the hyaluronan-doxorubicin response with angiogenic alterations in these tumors. After hyaluronan and doxorubicin co-treatment, hyaluronan altered drug accumulation and modulated the expression of ATP-binding cassette transporters in T-cell lymphoma cells. In contrast, no changes in drug accumulation were observed in cells from solid tumors, indicating that hyaluronan might not affect drug efflux. However, when we evaluated the effect on angiogenic mechanisms, the supernatant from tumor cells treated with doxorubicin exhibited a pro-angiogenic effect on endothelial cells. Hyaluronan-doxorubicin co-treatment increased migration and vessel formation in endothelial cells. This effect was independent of vascular endothelial growth factor but related to fibroblast growth factor-2 expression. Besides, we observed a pro-angiogenic effect on endothelial cells during hyaluronan and doxorubicin co-treatment in the in vivo murine model of T-cell lymphoma. Our results demonstrate for the first time that hyaluronan is a potential modulator of doxorubicin response by mechanisms that involve not only drug efflux but also angiogenic processes, providing an adverse tumor stroma during chemotherapy