Metastases are accountable for at least 66.7% of cancer deaths, implying a terminal illness for the great majority of patients diagnosed with metastatic cancer. The last and rate-limiting step in invasion-metastasis cascade is colonization. Colonization is the process by which disseminated tumour cells penetrate distant tissues and adapt to the foreign “soil” in order to prosper. To hasten colonization, cancer cells often secrete soluble factors and extracellular vesicles such as exosomes through systemic circulation, which ultimately lead to creation of tumour permissive microenvironments at secondary organs, pre-metastatic niches. Exosomal integrins α6β1 and α6β4 secreted by MDA-MB-231 cells, a human breast cancer cell line, were found to specifically fuse with lung-resident fibroblasts and epithelial cells. The cargo release within recipient cells activates Src and upregulates pro-inflammatory S100 genes, which generates lung pre-metastatic niches and promotes lung tropic metastasis. In this case, cell-cell communication via exosomes between primary tumour cells and microenvironment of distant organs is a key mediator of metastasis progression.
Taken into account the recent bet on antisense oligonucleotides therapeutics and the advent of nanotechnology, a gold-nanoconjugate with gene silencing activity was produced. This was achieved by functionalizing gold nanoparticles with an antisense oligonucleotide designed to silence ITGA6, the gene that encodes the α6 subunit, present in integrins α6β1 and α6β4. The silencing efficacy was evaluated using MDA-MB-231 cells at the RNA and protein levels, and the existence of phenotypical changes between untreated and treated cells was assessed.
The nanoconjugate showed silencing activity. Reduced cellular levels of integrins α6β1 and α6β4 may lead to diminished packaging of these receptors into exosomes and impairment of integrin-mediated lung tropic metastasis. This nanoscale approach has potential to be employed to prevent lung metastasis, but further studies are required.Pelo menos 66.7% das mortes por cancro são atribuídas à presença de metástases, implicando uma doença terminal para a grande maioria dos pacientes diagnosticados com cancro metastático. O passo limitante da cascata de invasão-metastização é o último passo, a colonização. A colonização é o processo pelo qual células tumorais disseminadas penetram tecidos distantes e se adaptam a “solo” desconhecido de modo a prosperar. Para acelerar o processo de colonização, as células cancerígenas libertam frequentemente fatores solúveis e vesículas extracelulares como os exossomas através da circulação sistémica, o que conduz à criação de microambientes permissivos ao desenvolvimento tumoral noutros órgãos, os nichos pré-metastáticos. Descobriu-se que as integrinas exossomais α6β1 e α6β4, libertadas por células do cancro da mama, se ligam especificamente a fibroblastos e células epiteliais residentes nos pulmões. A libertação do conteúdo exossomal nas células recetoras ativa a proteína Src e aumenta a expressão dos genes pro-inflamatórios S100. Esta interação leva à formação de nichos pré-metastáticos no pulmão e promove a metastização com tropismo para o pulmão. Neste caso, a comunicação célula-célula via exossomas entre o tumor primário e microambientes de órgãos distantes é o mediador chave da progressão metastática.
Tendo em conta a recente aposta nas terapêuticas de oligonucleótidos antisense e o advento da nanotecnologia, foi produzido um nanoconjugado de ouro com atividade de silenciamento génico. Isto foi alcançado através da funcionalização de nanopartículas de ouro com um oligonucleótido antisense desenhado para silenciar ITGA6, o gene que codifica para a subunidade α6 das integrinas α6β1 e α6β4. A eficácia do silenciamento foi avaliada ao nível do RNA e da proteína usando células MDA-MB-231, e foi verificada também a existência de alterações fenotípicas entre células tratadas e não tratadas.
O nanoconjugado demonstrou atividade de silenciamento génico. A redução dos níveis de integrinas α6β1 e α6β4 pode levar à diminuição do empacotamento destes recetores nos exossomas e travar a metastização com tropismo para o pulmão mediada por integrinas. Esta estratégia à nanoescala tem potencial para ser utilizada para prevenir a metastização nos pulmões, mas são necessários mais estudos
