Metabolismo do cancro da mama: estudos in vivo e in vitro com 18F-FDG

Abstract

O cancro da mama é frequentemente relacionado a uma elevada variabilidade no que se refere à captação de 18F-FDG, resultando em amplas variações nos valores de sensibilidade e especificidade dos estudos PET. Estas diferenças restringem a utilização da PET na avaliação clínica de doentes com cancro da mama. O objectivo deste trabalho é determinar o padrão de captação de 18F-FDG em linhas celulares de cancro da mama, que apresentam diferenças na expressão de receptores de estrogénio, progesterona e HER2 e estabelecer correlação com os perfis de expressão de GLUT’s 1 e 3 de cada uma das linhas celulares utilizadas. Este estudo pretende ainda comparar estes resultados com os valores de standardized uptake value (SUV) determinados em estudos PET com 18F-FDG de doentes com cancro da mama cuja caracterização histológica apresente uma correspondência com a das linhas celulares estudadas in vitro. Foram utilizadas 3 linhas celulares humanas de cancro da mama, MCF-7, HCC1806 e HCC1954. As MCF-7 apenas expressam receptores de estrogénio, as HCC1806 não apresentam expressão nem de receptores hormonais, nem de HER2/neu (são denominadas de triplas negativas) e as HCC1954 apenas sobrexpressam HER2/neu. Foram realizados estudos in vitro de captação de 18F-FDG nestas células e, por citometria de fluxo, foram determinados os respectivos perfis de expressão de GLTU-1 e GLUT-3. Adicionalmente, foram determinados através de análise retrospectiva, os valores de SUV de 51 estudos de 18F-FDG PET de 46 doentes, realizados entre Outubro de 2006 e Setembro de 2010. Os critérios de inclusão foram a presença de captação mamária de 18F-FDG em tumores primitivos ou em recidiva da doença, bem como a manifestação das mesmas características histológicas das apresentadas pelas linhas celulares estudadas in vitro. Relativamente aos perfis de expressão de proteínas transportadoras de membrana, as HCC1806 e as HCC1954 apresentam maior expressão membranar do que as MCF-7. Contudo, relativamente à captação de 18F-FDG, as MCF-7 apresentaram os maiores valores de percentagem de captação ao longo do tempo. Por outro lado, a linha celular tripla negativa (HCC1806) apresentou um perfil de captação in vitro constante e reduzido (<1,5%), ao longo do tempo. Comparativamente, a captação in vivo de 18F-FDG foi superior (em relação aos restantes tipos celulares) para os tumores triplos negativos (SUVmax médio =12,6 ± 7,0). Tumores triplos negativos e tumores expressando receptores de estrogénio e HER2, mas negativos para receptores de progesterona apresentaram valores semelhantes de captação de 18F-FDG (respectivamente, SUVmax médio =5,2 ± 2,5 e SUVmax médio =6,6 ± 3,0). Os valores de SUV aparentam aumentar com a diminuição de grau de diferenciação de Bloom. Verificou-se a existência de uma correlação negativa entre a captação in vitro de 18F-FDG e a expressão de GLUT-1 e 3 nas referidas linhas celulares. Foi observado o mesmo tipo de correlação entre a captação in vivo de 18F-FDG e o grau de diferenciação tumoral, que se relaciona com o grau de agressividade destes tumores. No entanto, as diferenças encontradas nos perfis de captação entre estudos in vivo e in vitro de tumores da mama, requerem pesquisa adicional.

Breast cancer shows considerable variability regarding 18F-FDG uptake, resulting in large variations in sensitivity and specificity. These differences restrain PET’s use in breast cancer. The purpose of this study is to determine the pattern of 18F-FDG uptake in breast cancer cell lines, presenting different estrogen, progesterone and HER2 receptor’s expressions and to set a correlation with GLUT’s 1 and 3 profiles for each of these cell lines. This study also intends to compare these results with standardized uptake values (SUVs) determined in 18F-FDG PET scans of breast cancer patients whose histological disease types present a correspondence with the ones of the previously studied cell lines. Three different human breast cancer cell lines, MCF-7, HCC1806 and HCC1954, were used. MCF-7 only express estrogen receptors, HCC1806 cells present neither hormonal receptors nor HER2/neu (triple negative) and HCC1954 are positive for hormonal receptors, and overexpress HER2/neu (triple positive). 18F-FDG uptake studies were performed with these three cell lines and GLUT-1 and GLUT-3 expressions were assessed by flow cytometry. In addition, SUVs of 51 18F-FDG PET scans from 46 patients, performed between October 2006 and September 2010, were retrospectively assessed. Inclusion criteria were the presence of breast 18F-FDG uptake in primary tumors or in local recurrence of the disease with the same histological features of the ones presented by the considered cell lines studied in vitro. HCC1806 and HCC1954 cells presented higher GLUT-1 and GLUT-3 expressions than MCF-7. However, concerning to 18F-FDG uptake, MCF-7 cells disclosed the highest percentage values over time. On the other hand, the triple-negative cell line (HCC1806) presented constant and low (<1.5 %) in vitro uptake profile. Comparatively, 18F-FDG uptake in PET scans, was higher in triple negative breast cancer tumors (mean SUVmax=12.6 ± 7.0). Triple positive tumors and tumors expressing estrogen receptors and HER2 but negative for progesterone receptors, presented similar 18F-FDG uptake values (respectively mean SUVmax=5.2 ± 2.5 and mean SUVmax=6.6 ± 3.0). SUVs also increased with decreased Bloom differentiation degree. There was a negative correlation between 18F-FDG uptake and GLUT-1 and -3 expressions in the referred cell lines. The same type of correlation was observed between in vivo 18F-FDG uptake and tumor differentiation degree, which agrees with the aggressiveness grade of these tumors. Nevertheless, differences found in uptake profiles, between in vivo and in vitro studies of breast tumors, warrant further research.