Abstrakt

Choroby onkologiczne, ze względu na wciąż wzrastającą zachorowalność i śmiertelność, są jednym z głównych problemów współczesnej medycyny. Rak gruczołu sutkowego jest nowotworem, który najczęściej występuje u kobiet na całym świecie i jest drugą, po raku płuc, przyczyną zgonów nowotworowych w tej grupie. Należy do nowotworów estrogenozależnych o udowodnionym związku z zaburzeniami hormonalnymi w organizmie, występującymi zwłaszcza w okresie okołomenopauzalnym oraz w wyniku stosowania hormonalnej terapii zastępczej, a także działania różnorodnych ksenobiotyków, mogących oddziaływać z receptorem estrogenowym. Steroidy hormonalne mają szerokie zastosowanie w medycynie, a o ich działaniach niepożądanych wciąż trwają dyskusje. Rola tych związków i ich metabolitów w utrzymaniu równowagi hormonalnej jest dobrze poznana, natomiast wiele badań wskazuje na możliwy udział steroidów w progresji procesu nowotworowego, zwłaszcza w tkance gruczołu sutkowego. W związku z tym przedmiotem badań pozostaje również aktywność genotoksyczna tej grupy związków. Ze względu na ograniczoną liczbę doniesień naukowych, celem autorów był przegląd i krytyczna analiza danych z piśmiennictwa o udziale estrogenów (17β-estradiolu) i ich metabolitów (2-metoksyestradiolu, 4-hydroksyestradiolu, 16α-hydroksyestronu) w indukowaniu procesu kancerogenezy w gruczole sutkowym, a zwłaszcza genotoksyczne działanie metabolitów 17β-estradiolu.

Przypisy

• 1. Ayyanan A., Laribi O., Schuepbach-Mallepell S., Schrick C., GutierrezM., Tanos T., Lefebvre G., Rougemont J., Yalcin-Ozuysal Ö.,Brisken C.: Perinatal exposure to bisphenol A increases adult mammarygland progesterone response and cell number. Mol. Endocrinol.,2011; 25: 1915–1923
  Google Scholar
• 2. Bajpayee M., Pandey A.K., Parmar D., Mathur N., Seth P.K., DhawanA.: Comet assay responses in human lymphocytes are not influencedby the menstrual cycle: a study in healthy Indian females.Mutat. Res., 2005; 565: 163–172
  Google Scholar
• 3. Batsi C., Markopolou S., Kontargiris E., Charalambous C., ThomasC., Christoforidis S., Kanavaros P., Constantinou A.I., Marcu K.B.,Kolettas E.: Bcl-2 blocks 2-methoxyestradiol induced leukemia cellapoptosis by a p27 Kip1-dependent G1/S cell cycle arrest in conjunctionwith NF-κB activation. Biochem. Pharmacol., 2009; 78: 33–44
  Google Scholar
• 4. Byrne C., Divekar S.D., Storchan G.B., Parodi D.A., Martin M.B.: Metalsand breast cancer. J. Mammary Gland Biol. Neoplasia, 2013; 18: 63–73
  Google Scholar
• 5. Chen ZH.., Na H.K., Hurh Y.J., Surh Y.J.: 4-hydroksyestradiol inducesoxidative stress and apoptosis in human mammary epithelialcells: Possible protection by NF-κB and ERK/MAPK. Toxicol. Appl.Pharmacol., 2005; 208: 46–56
  Google Scholar
• 6. Chmielewska M., Skibińska I., Kotwicka M.: Mitochondria jakoorganelle docelowe dla działania estrogenów. Postępy Hig. Med.Dośw., 2017; 71: 454–465
  Google Scholar
• 7. Dhillon V.S., Dhillon I.K.: Genotoxicity evaluation of estradiol.Mutat. Res., 1995; 345: 87–95
  Google Scholar
• 8. Dingli D., Timm M., Russell S.J., Witzig T.E., Rajkumar S.V.: Promisingpreclinical activity of 2-methoxyestradiol in multiple myeloma.Clin. Cancer Res., 2002; 8: 3948–3954
  Google Scholar
• 9. Drevon C., Piccoli C., Montesano R.: Mutagenicity assays of estrogenichormones in mammalian cells. Mutat. Res., 1981; 89: 83–90
  Google Scholar
• 10. Foksiński M., Piekutowski K., Roszkowski K., Oliński R.: Rola estrogenóww procesie karcinogenezy. Współcz. Onkol., 2002; 3: 137–140
  Google Scholar
• 11. Fortner R.T., Oh H., Daugherty S.E., Xu X., Hankinson S.E., ZieglerR.G., Eliassen A.H.: Analgesic use and patterns of estrogen metabolismin premenopausal women. Horm. Cancer, 2014; 5: 104–112
  Google Scholar
• 12. Fuhrman B.J., Schairer C., Gail M.H., Boyd-Morin J., Xu X.,Sue L.Y., Buys S.S., Isaacs C., Keefer L.K., Veenstra T.D., Berg C.D.,Hoover R.N., Ziegler R.G.: Estrogen metabolism and risk of breastcancer in postmenopausal women. J. Natl. Cancer Inst., 2012;104: 326–339
  Google Scholar
• 13. Górska M., Kuban-Jankowska A., Zmijewski M., Marino GammazzaA., Cappello F., Wnuk M., Gorzynik M., Rzeszutek I., Daca A.,Lewinska A., Wozniak M.: DNA strand breaks induced by nuclearhijacking of neuronal NOS as an anti-cancer effect of 2- methoxyestradiol.Oncotarget, 2015; 6: 15449–15463
  Google Scholar
• 14. Górska M., Zmijewski M.A., Kuban-Jankowska A., Wnuk M., RzeszutekI., Wozniak M.: Neuronal nitric oxide synthase-mediated genotoxicityof 2-methoxyestradiol in hippocampal HT22 cell line.Mol. Neurobiol., 2016; 53: 5030–5040
  Google Scholar
• 15. Gray J.M., Rasanayagam S., Engel C., Rizzo J.: State of the evidence2017: an update on the connection between breast cancer andthe environment. Environ. Health, 2017; 16: 94
  Google Scholar
• 16. Han X., Liehr J.G.: DNA single-strand breaks in kidneys of Syrianhamsters treated with steroidal estrogens: hormone-inducedfree radical damage preceding renal malignancy. Carcinogenesis,1994; 15: 997–1000
  Google Scholar
• 17. Han X., Liehr J.G.: Microsome-mediated 8-hydroxylation of guaninebases of DNA by steroid estrogens: correlation of DNA damageby free radicals with metabolic activation to quinones. Carcinogenesis,1995; 16: 2571–2574
  Google Scholar
• 18. Hayashi N., Hasegawa K., Komine A., Tanaka Y., McLachian J.A.,Barrett J.C., Tsutsui T.: Estrogen-induced cell transformation andDNA adduct formation in cultured Syrian hamster embryo cells.Mol. Carcinog., 1996; 16: 149–156
  Google Scholar
• 19. Hernández L.G., van Benthem J., Johnson G.E.: A mode-of-actionapproach for the identification of genotoxic carcinogens. PLoSOne, 2013; 8: e64532
  Google Scholar
• 20. Hosford S.R., Shee K., Wells J.D., Traphagen N.A., Fields J.L.,Hampsch R.A., Kettenbach A.N., Demidenko E., Miller T.W.: Estrogentherapy induces an unfolded protein response to drive cell death inER+ breast cancer. Mol. Oncol., 2019; 13: 1778–1794
  Google Scholar
• 21. Iso T., Watanabe T., Iwamoto T., Shimamoto A., Furuichi Y.: DNAdamage caused by bisphenol A and estradiol through estrogenic activity.Biol. Pharm. Bull., 2006; 29: 206–210
  Google Scholar
• 22. Joosten H.F., van Acker F.A., van den Dobbelsteen D.J., HorbachG.J., Krajnc E.I.: Genotoxicity of hormonal steroids. Toxicol. Lett.,2004; 151: 113–134
  Google Scholar
• 23. Ke H., Suzuki A., Miyamoto T., Kashima H., Shiozawa T.: 4-hydroxyestrogeninduces DNA damage on codon 130/131 of PTEN inendometrial carcinoma cells. Mol. Cell. Endocrinol., 2015; 400: 71–77
  Google Scholar
• 24. Khoei S., Delfan S., Neshasteh-Riz A., Mahdavi S.R.: Evaluationof the combined effect of 2ME2 and 60Co on the inducementof DNA damage by IUdR in a spheroid model of the U87MGglioblastoma cancer cell line using alkaline comet assay. Cell J.,2011; 13: 83–90
  Google Scholar
• 25. Kong L.Y., Szaniszlo P., Albrecht T., Liehr J.G.: Frequency and molecularanalysis of hprt mutations induced by estradiol in Chinesehamster V79 cells. Int. J. Oncol., 2000; 17: 1141–1149
  Google Scholar
• 26. Lang R., Reimann R.: Studies for a genotoxic potential of someendogenous and exogenous sex steroids. I. Communication: examinationfor the induction of gene mutations using the Ames Salmonella/microsome test and the HGPRT test in V79 cells. Environ. Mol.Mutagen., 1993; 21: 272–304
  Google Scholar
• 27. LaVallee T.M., Zhan X.H., Herbstritt C.J., Kough E.C., Green S.J.,Pribluda V.S.: 2-Methoxyestradiol inhibits proliferation and inducesapoptosis independently of estrogen receptors α and β. Cancer Res.,2002; 62: 3691–3697
  Google Scholar
• 28. Licznerska B., Baer-Dubowska W.: Intrakrynologia estrogenówa terapia i chemioprewencja w nowotworach piersi. Postępy Hig.Med. Dośw., 2010; 64: 220–230
  Google Scholar
• 29. Loeb L.A., Harris C.C.: Advances in chemical carcinogenesis:a historical review and prospective. Cancer Res., 2008; 68: 6863–6872
  Google Scholar
• 30. Lu Y., Liu Y., Yang C.: Evaluating in vitro DNA damage usingcomet assay. J. Vis. Exp., 2017; 2017: e56450
  Google Scholar
• 31. Makowski M., Połać I., Pertyński T.: Estrogeny a rak sutka. Prz.Menopauz., 2007; 3: 150–154
  Google Scholar
• 32. Matejczyk M., Zalewski P.: Związki endokrynnie aktywne i ichaktywność biologiczna. Kosmos, 2011; 1–2: 17–32
  Google Scholar
• 33. Mauras N., Santen R.J., Colón-Otero G., Hossain J., Wang Q.,Mesaros C., Blair I.A.: Estrogens and their genotoxic metabolitesare increased in obese prepubertal girls. J. Clin. Endocrinol. Metab.,2015; 100: 2322–2328
  Google Scholar
• 34. McGowan E.M., Lin Y., Hatoum D.: Good guy or bad guy? The dualityof wild-type p53 in hormone-dependent breast cancer origin,treatment, and recurrence. Cancers, 2018; 10: E172
  Google Scholar
• 35. Mueck A.O., Seeger H., Lippert T.H.: Estradiol metabolism andmalignant disease. Muturitas, 2002; 43: 1–10
  Google Scholar
• 36. Nohmi T.: Thresholds of genotoxic and non-genotoxic carcinogens.Toxicol. Res., 2018; 34: 281–290
  Google Scholar
• 37. Park S.A., Lee M.H., Na H.K., Surh Y.J.: 4-Hydroxyestradiol inducesmammary epithelial cell transformation through Nrf2-mediatedheme oxygenase-1 overexpression. Oncotarget, 2017; 8: 164–178
  Google Scholar
• 38. Pietrzak B., Wlaźlak E., Zwierzyńska E.: Estrogeny stosowanedługotrwale: korzyści czy ryzyko. Postępy Hig. Med. Dośw., 2015;69: 285–293
  Google Scholar
• 39. Pogribny I.P., Rusyn I., Beland F.A.: Epigenetic aspects of genotoxicand non-genotoxic hepatocarcinogenesis: studies in rodents.Environ. Mol. Mutagen., 2008; 49: 9–15
  Google Scholar
• 40. Pruthi S., Yang L., Sandhu N.P., Ingle J.N., Beseler C.L., SumanV.J., Cavalieri E.L., Rogan E.G.: Evaluation of serum estrogen-DNAadducts as potential biomarkers for breast cancer risk. J. SteroidBiochem. Mol. Biol., 2012; 132: 73–79
  Google Scholar
• 41. Rajapakse N., Butterworth M., Kortenkamp A.: Detection ofDNA strand breaks and oxidized DNA bases at the single-cell levelresulting from exposure to estradiol and hydroxylated metabolites.Environ. Mol. Mutagen., 2005; 45: 397–404
  Google Scholar
• 42. Richold M.: The genotoxicity of trenbolone, a synthetic steroid.Arch. Toxicol., 1988; 61: 249–258
  Google Scholar
• 43. Saczko J., Choromańska A., Rembiałkowska N., Dubińska-MagieraM., Bednarz-Misa I., Bar J., Marcinkowska A., Kulbacka J.: Oxidativemodification induced by photodynamic therapy with Photofrin1IIand 2-methoxyestradiol in human ovarian clear carcinoma (OvBH-1) and human breast adenocarcinoma (MCF-7) cells. Biomed. Pharmacother.,2015; 71: 30–36
  Google Scholar
• 44. Saczko J., Michel O., Chwiłkowska A., Sawicka E., Mączyńska J.,Kulbacka J.: Estrogen receptors in cell membranes: Regulation andsignaling. Adv. Anat. Embryol. Cell Biol., 2017; 227: 93–105
  Google Scholar
• 45. Santen R.J., Yue W., Wang J.P.: Estrogen metabolites and breastcancer. Steroids, 2015; 99: 61–66
  Google Scholar
• 46. Sawicka E., Długosz A.: The role of 17β-estradiol metabolitesin chromium-induced oxidative stress. Adv. Clin. Exp. Med., 2017;26: 215–221
  Google Scholar
• 47. Sawicka E., Piwowar A., Musiala T., Dlugosz A.: The estrogens/chromium interaction in the nitric oxide generation. Acta Pol.Pharm., 2017; 74: 785–791
  Google Scholar
• 48. Sepkovic D.W., Bradlow H.L.: Estrogen hydroxylation – the goodand the bad. Ann. N.Y. Acad. Sci., 2009; 1155: 57–67
  Google Scholar
• 49. Singh S.: Zinc oxide nanoparticles impacts: cytotoxicity, genotoxicity,developmental toxicity, and neurotoxicity. Toxicol. Mech.Methods, 2019; 29: 300–311
  Google Scholar
• 50. Song R.X., Mor G., Naftolin F., McPherson R.A., Song J., Zhang Z.,Yue W., Wang J., Santen R.J.: Effect of long-term estrogen deprivationon apoptotic responses of breast cancer cells to 17β-estradiol.J. Natl. Cancer Inst., 2001; 93: 1714–1723
  Google Scholar
• 51. Stetkiewicz T., Stachowiak G., Pakalski A., Makuła A., SurkontG., Pertyński T.: Kontrowersje wokół antyoksydacyjnego działaniaestrogenów. Prz. Menopauz., 2006; 6: 343–346
  Google Scholar
• 52. Świtalska M., Strządała L.: Niegenomowe działanie estrogenów.Postępy Hig. Med. Dośw., 2007; 61: 541–547
  Google Scholar
• 53. Tripathi K., Mani C., Somasagara R.R., Clark D.W., AnanthapurV., Vinaya K., Palle K.: Detection and evaluation of estrogen DNAadductsand their carcinogenic effects in cultured human cells usingbiotinylated estradiol. Mol. Carcinog., 2017; 56: 1010–1020
  Google Scholar
• 54. Tsutsui T., Suzuki N., Fukuda S., Sato M., Maizumi H., McLachlanJ.A., Barrett J.C.: 17β-estradiol-induced cell transformation andaneuploidy of Syrian hamster embryo cells in culture. Carcinogenesis,1987; 8: 1715–1719
  Google Scholar
• 55. Tsutsui T., Tamura Y., Hagiwara M., Miyachi T., Hikiba H., KuboC., Barrett J.C.: Induction of mammalian cell transformation andgenotoxicity by 2 methoxyestradiol, an endogenous metabolite ofestrogen. Carcinogenesis, 2000; 21: 735–740
  Google Scholar
• 56. Tsutsui T., Tamura Y., Yagi E., Barrett J.C.: Involvement ofgenotoxic effects initiation of estrogens-inducted cellular transformation:studies using Syrian hamster embryo cells treatedwith 17β-estradiol and eight of its metabolites. Int. J. Cancer,2000; 86: 8–14
  Google Scholar
• 57. Visagie M.H., Joubert A.M.: 2-Methoxyestradiol-bis-sulfamateinduces apoptosis and autophagy in a tumorigenic breast epithelialcell line. Mol. Cell. Biochem., 2011; 357: 343–352
  Google Scholar
• 58. Wen C., Wu L., Fu L., Wang B., Zhou H.: Unifying mechanism inthe initiation of breast cancer by metabolism of estrogen (Review).Mol. Med. Rep., 2017; 16: 1001–1006
  Google Scholar
• 59. Witczak K., Sajdak S., Kojs Z.: Hormonalna terapia zastępczaw ginekologii onkologicznej. Curr. Gynecol. Oncol., 2013; 11: 62–73
  Google Scholar
• 60. Yamazaki S., Sakakibara H., Takemura H., Yasuda M., ShimoiK.: Quercetin-3-O-glucronide inhibits noradrenaline binding to α2-adrenergic receptor, thus suppressing DNA damage induced by treatmentwith 4-hydroxyestradiol and noradrenaline in MCF-10A cells.J. Steroid Biochem. Mol. Biol., 2014; 143: 122–129
  Google Scholar
• 61. Yared E., McMillan T.J., Martin F.L.: Genotoxic effects of oestrogensin breast cells detected by the micronucleus assay and theComet assay. Mutagenesis, 2002; 17: 345–352
  Google Scholar
• 62. Zahid M., Gaikwad N.W., Rogan E.G., Cavalieri E.L.: Inhibitionof depurinating estrogen-DNA adduct formation by natural compounds.Chem. Res. Toxicol., 2007; 20: 1947–1953
  Google Scholar
• 63. Zielniok K., Gajewska M., Motyl T.: Molekularne aspekty działania17β-estradiolu i progesteronu w komórkowych szlakach sygnałowych.Postępy Hig. Med. Dośw., 2014; 68: 777–792
  Google Scholar

Pełna treść artykułu