Metabolismo dos hormônios tireoidianos no carcinoma papilar de tireoide : implicações na tumorigênese e crescimento neoplásico

Abstract

O câncer de tireoide constitui o tipo de câncer endócrino mais comum, representando aproximadamente 1-1,5% de todas as doenças malignas humanas. O carcinoma papilar de tireoide (CPT) compreende o subtipo mais comum (~80% dos casos) e é caracterizado por um curso indolente e do prognóstico favorável. No entanto, cerca de 20-30% dos pacientes podem apresentar um curso clínico mais agressivo, com elevadas taxas de recidiva. Mutações pontuais nos genes BRAF e RAS, bem como rearranjos RET/PTC e NTRK1 são identificados em mais de 70% dos casos e levam a ativação aberrante da via MAPK. Estudos sugerem que a presença a mutação BRAFV600E estaria associada com o comportamento tumoral mais agressivo, no entanto seu papel como marcador prognóstico ainda não está bem definido. Os hormônios tireoidianos (HT) influenciam uma grande variedade de eventos biológicos. A ativação do hormônio tiroxina (T4) no hormônio biologicamente ativo triiodotironina (T3), é catalisada pelas iodotironinas desiodases tipo 1 (D1, DIO1) e tipo 2 (D2, DIO2). Em contraste, a iodotironina desiodase tipo 3 (D3, DIO3) é responsável pela inativação dos hormônios T4 e T3. A ação orquestrada das desiodases é essencial na manutenção de níveis adequados dos HT. Estudos sugerem que alterações nos níveis dos HT estariam implicadas na transformação neoplásica, proliferação e sobrevida celular. Alterações na expressão das desiodases são frequentemente observadas em tumores humanos, sugerindo um possível papel como marcadores ou mesmo como moduladores da proliferação de células tumorais. Diminuição dos níveis da D2 e aumento da D3 foram demonstrados em diversas neoplasias, sugerindo que o hipotireoidismo local causado pela diminuição da ativação do HT e/ou aumento da inativação hormonal, poderia favorecer o crescimento tumoral. Recentemente demonstramos aumento da expressão da D3 no CPT e correlação positiva entre os níveis de expressão da enzima com o tamanho do tumor e doença avançada ao diagnóstico. A presença da mutação BRAFV600E foi associada aos níveis mais elevados da atividade enzimática. De modo interessante, a D3 não foi detectada em tumores medulares ou anaplásicos, sugerindo que mecanismos moleculares celular-específico possam influenciar na desregulação da expressão desta enzima. No presente estudo observamos que aterações genéticas na via de sinalização MAPK, como a mutação BRAFV600E e o rearranjo RET/PTC, modulam a expressão da D3 no CPT. Além disso, a ativação da via Sonic Hedgehog também parece regular os níveis da D3 possivelmente através da cooperação com a via MAPK. De forma interessante, observamos que o silenciamento da expressão da D3 foi capaz de reduzir significativamente a proliferação celular das células malignas tireoidianas. Estes dados em conjunto sugerem que a D3 pode exercer um papel importante na proliferação celular, possivelmente devido ao hipotireoidismo intracelular gerado, o que poderia contribuir para o crescimento e agressividade tumoral.

The thyroid cancer is the most common type of endocrine cancer, representing approximately 1-1.5% of all human malignancies. Papillary thyroid carcinoma (PTC) comprising the most common subtype (~ 80% of cases) and is characterized by an indolent course and favorable prognosis. However, about 20-30% of patients may have a more aggressive clinical course, with high recurrence rates. Point mutations in the BRAF or RAS genes or rearrangements RET/PTC or NTRK1 are identified in over 70% of cases and lead to aberrant activation of the MAPK pathway. Studies suggest that the presence of the BRAFV600E mutation would be associated with more aggressive tumor behavior; however its role as a prognostic marker is not well defined. Thyroid hormones (TH) influence a variety of biological events. The activation of the hormone thyroxine (T4) to the biologically active hormone triiodothyronine (T3), is catalyzed by the iodothyronine deiodinases type 1 (D1, DIO1) and type 2 (D2, DIO2). In contrast, the iodothyronine deiodinase type 3 (D3, DIO3) is responsible for the inactivation of hormones T4 and T3. The orchestrated action of deiodinases is essential in maintaining adequate levels of circulating TH. Studies suggest that changes in the HT levels might be involved in neoplastic transformation, cell proliferation and survival. Expression changes in deiodinases are frequently observed in human tumors, suggesting a possible role as a marker or as modulator of tumor cell proliferation. Reduction in D2 and increase of D3 levels have been demonstrated in several tumors, suggesting that the local hypothyroidism caused by reduction of activation and/or increase in TH inactivation could contribute to tumor growth. Recently, we have demonstrated increased expression of DIO3 in the PTC and a positive correlation between the enzyme levels and tumor size and advanced disease at diagnosis. Moreover, the presence of BRAFV600E mutation was associated with higher levels of enzyme activity. Interestingly, D3 was not detected in anaplastic and medullary thyroid tumors, suggesting that cell-specific molecular mechanisms may influence the expression of this enzyme. In the present study, we have demonstrated that DIO3 expression is modulated by specific MAPK genetic alterations, as BRAFV600E mutation and RET/PTC rearrangement, in PTC. Moreover, SHH activation might be also involved in DIO3 upregulation in PTC, probably by cooperation with MAPK pathway. Finally, the reduction in cell proliferation after DIO3 silencing support the hypothesis that the intracellular decreases in thyroid hormone levels might be associated with induction of tumor growth and interfere in tumor aggressiveness.