Células osteogénicas afectadas por los factores solublestumorales contribuyen a la formación del nichopre-metastásico óseo / Osteogenic cells affected by soluble tumor factorscontribute to bone pre-metastatic niche formation

Objetivo: Analizar el efecto de los secretomas de tumores sólidos organotrópicos hacia el hueso en células de linaje osteogénico, de tipo osteoblástico y osteocítico, en la expresión de genes relacionados con el metabolismo óseo. Material y método: Caracterizamos los cambios en expresión génica por PCR cuantitativa a tiempo real del eje OPG/RANKL, así como de otros genes relacionados con la diferenciación osteoblástica como son Runx2 y osteocalcina, inducidos por los medios condicionados de células tumorales prostáticas, mama y melanoma en pre‐osteoblastosMC3T3‐E1 y osteocitos MLO‐Y4 murinos o en osteoblastos humanos, según correspondiese por especie. Resultados: La estimulación de las células osteocíticas con medios condicionados de células de melanoma o adenocarcinoma prostático indujo un incremento en la expresión génica de OPG y también de RANKL, viéndose incrementado la ratio OPG/RANKL. Únicamente el secretoma de las células de adenocarcinoma prostático alteró la expresión de Runx2en osteocitos. Los medios condicionados de células de cáncer de mama modificaron únicamente la expresión de RANKLen células osteoblásticas, viéndose disminuido la ratioOPG/RANKL. Conclusión: Los factores solubles tumorales tienen como diana celular a las células osteocíticas, favoreciendo la inducción de un nicho pre‐metastásico óseo por modificación de la ratio OPG/RANKL en el entorno óseo, y, con ello, la progresión de tumores organotrópicos óseos como son el melanoma y adenocarcinomas prostático

Objective: To analyze the effect of the secrets of solid organotropic tumors towards bone in osteogenic, osteoblastic and osteocytic lineage cells, in the expression of genes related to bone metabolism. Material and method: We characterize the changes in gene expression by quantitative real‐time PCR of the OPG/RANKL axis, as well as other genes related to osteoblastic differentiation such as Runx2 and osteocalcin, induced by the conditioned means of prostate tumor cells, breast and melanoma in pre MC3T3‐E1 osteoblasts and murine MLO‐Y4 osteocytes or in human osteoblasts, as appropriate by species. Results: Stimulation of osteocitic cells with conditioned means of melanoma or prostate adenocarcinoma cells inducedan increase in OPG and RANKL gene expression, with the OPG/RANKL ratio being increased. Only the secretome of prostate adenocarcinoma cells altered the expression of Runx2 in osteocytes. Conditioned media of breast cancer cellsonly modified the expression of RANKL in osteoblast cells, with a decrease in OPG/RANKL ratio. Conclusion: Soluble tumor factors have osteocitic cells as their cellular target, favoring the induction of a pre‐metastatic bone niche by modifying the OPG/RANKL ratio in the bone environment, and, thus, the progression of bone organo‐tropic tumors such as melanoma and prostatic adenocarcinomas

Efectos de la estimulación mecánica en la comunicación entre células óseas / Effects of mechanical stimulation oncommunication between bone cells

La fuerza mecánica es importante para el modelado, el remodelado y la regeneración ósea; estimula a los osteocitos provocando una alteración en la producción y secreción de moléculas de señalización que regulan la actividad de los osteoblastos y los osteoclastos. El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto del medio condicionado de células osteocíticas de ratón estimuladas mecánicamente sobre la capacidad proliferativa y migratoria de células mesenquimales y células óseas. Para ello, se analizó la proliferación y migración de las células preosteoblásticas de ratón, células mesenquimales preadiposas humanas y macrófagos de ratón en presencia del medio condicionado de las células osteocíticas, tras 6 y 24 horas después de ser sometidas a un estrés mecánico de 10 dinas/cm2 por flujo de fluido (FF) durante 10 minutos. Se encontró que la migración de células preosteoblásticas aumentó significativamente en presencia de medios condicionados de células osteocíticas con respecto al grupo control estático (SC) (SC=12,63±5,44; FF6h=23,03±11,57; FF24h=29,72±15,76; p<0,0001). De la misma manera, las células preadiposas también incrementaron significativamente su migración en presencia de dichos medios condicionados (SC=11,48±4,75; FF6h=18,43±9,94; FF24h=18,80±10,03; p≤0,0007). Sin embargo, la migración de los macrófagos disminuyó en presencia del medio condicionado recogido a las 24 horas con respecto al grupo control estático (SC=69±22,71; FF24h=26,57±5,47; p<0,0001). Estos efectos se asociaron con la disminución de la expresión proteica de ciertas quimioquinas, como la proteína quimiotáctica de monocitos de tipo I (SC=0,25±0,06; FF24h=0,09±0,005; p=0,0262), la proteína del grupo I de alta movilidad (SC=0,25±0,04; FF24h=0,15±0,05; p=0,0159) y la proteína reguladora de la activación de linfocitos T y monocitos (SC=3,29±0,88; FF6h=1,33±1,09; FF24h=0,97±0,66; p≤0,0314), por parte de los osteocitos en presencia de estímulo mecánico con respecto al grupo control estático. En conclusión, este estudio in vitro demuestra que la mecanotransducción de los osteocitos potencia el reclutamiento de osteoblastos y células mesenquimales preadiposas mientras que reduce la migración de los macrófagos

Mechanical force is important for modeling, remodeling and bone regeneration. It stimulates the osteocytes, causingan alteration in the production and secretion of signaling molecules that regulate osteoblast and osteoclast activity.The present study aims to evaluate the effect of the conditioned medium of mechanically stimulated mouse osteocyticcells on the proliferative and migratory capacity of mesenchymal cells and bone cells. For this, the proliferation andmigration of mouse pre‐osteoblastic cells, human pre‐adult mesenchymal cells and mouse macrophages in the pre‐sence of the conditioned medium of osteocytic cells were analyzed, after 6 and 24 hours after being subjected to amechanical stress of 10 dynes/cm2by fluid flow (FF) for 10 minutes. The migration of pre‐osteoblastic cells has beenfound to increase significantly in the presence of conditioned media of osteocytic cells compared to the static controlgroup (SC)(SC=12.63±5.44, FF6h=23.03±11.57, FF24h=29.72±15.76, p<0.0001). In the same way, the pre‐adipose cellsalso significantly increased their migration in the presence of this conditioned media (SC=11.48±4.75, FF6h=18.43±9.94,FF24h=18.80±10.03; p≤0.0007). However, macrophage migration decreased in the presence of the conditioned mediumcollected at 24 hours with respect to the static control group (SC=69±22.71, FF24h=26.57±5.47, p<0.0001). Theseeffects were associated with decreased protein expression of certain chemokines, such as the monocyte chemotacticprotein type I (SC=0.25±0.06, FF24h=0.09±0.005, p=0.0262), the protein of group I of high mobility (SC=0.25±0.04,FF24h=0.15±0.05, p=0.0159) and the regulatory protein of the activation of T lymphocytes and monocytes(SC=3.29±0.88, FF6h=1.33±1.09, FF24h=0.97±0.66, p≤0.0314), by the osteocytes in the presence of mechanical stimu‐lation with respect to the static control group. In conclusion, this in vitro study demonstrates that osteocyte mechano‐transduction enhances recruitment of osteoblasts and pre‐adipose mesenchymal cells while reducing the migration ofmacrophages

Factores secretados por células óseas inducen acumulación de calcio intracelular y AMP cíclico y activación de ERK 1/2 en células de cáncer de próstata; evaluación por técnicas de fluorescencia en células vivas / Factors secreted by bone cells induce intracellular calcium accumulation and cyclic AMP and activation of ERK 1/2 in prostate cancer cells; evaluation by fluorescence techniques in living cells

Objetivos: Analizar en células tumorales de próstata los efectos causados por el secretoma de células óseas sobre la proliferación y sobre vías de señalización intracelular relacionadas con la progresión del cáncer de próstata. Materiales y métodos: Se caracterizaron los efectos de factores secretados presentes en medios condicionados de pre-osteoblastos MC3T3-E1 y osteocitos MLO-Y4 sobre la proliferación de células de adenocarcinoma de próstata metastásicas PC-3 mediante tinción por azul de tripano. Se observó por técnicas de fluorescencia en células vivas los efectos de los medios condicionados por células MC3T3-E1 y MLO-Y4 en moléculas de señalización intracelular implicadas en la progresión tumoral de células de adenocarcinoma de próstata PC-3. Se estudió la acumulación de calcio intracelular utilizando el indicador de calcio fluorescente Fluo-4AM y la generación de AMP cíclico, y la activación de la quinasa ERK 1/2 por Transferencia de Energía de Resonancia Fluorescente (FRET) usando los biosensores EPAC y ERK-NES, respectivamente. Resultados: La estimulación de células PC-3 con medios condicionados de pre-osteoblastos MC3T3-E1 y osteocitos MLO-Y4 indujo aumento en la proliferación de las células de adenocarcinoma PC-3. Los medios condicionados por células óseas causaron también aumento transitorio en la acumulación de calcio intracelular y de la generación de AMP cíclico e incrementaron la activación de la quinasa ERK 1/2. Conclusiones: Las células óseas secretan factores activadores de la proliferación y de vías de señalización que favorecen la progresión tumoral de células de cáncer de próstata, sugiriendo que la comunicación cruzada entre estos tipos celulares puede favorecer el desarrollo de nichos metástasicos de cáncer de próstata en el hueso

Objectives: To analyze in prostate tumor cells the effects caused by the secretome of bone cells on pro- liferation and on intracellular signaling pathways related to the progression of prostate cancer. Materials and methods: The effects of secreted factors present in conditioned media of pre-osteoblasts MC3T3-E1 and osteocytes MLO-Y4 on the proliferation of metastatic prostate adenocarcinoma cells PC-3 were characterized using trypan blue staining. The effects of media conditioned by MC3T3-E1 and MLO- Y4 cells on intracellular signaling molecules involved in the tumor progression of prostate adenocarcinoma cells PC-3 were observed by fluorescence techniques in living cells. The accumulation of intracellular calcium was studied using the fluorescent calcium indicator Fluo-4AM and the generation of cyclic AMP, and ERK 1/2 activation by Fluorescent Resonance Energy Transfer (FRET) using the EPAC and ERKNES biosensors, respectively. Results: The stimulation of PC-3 cells with conditioned media of pre-osteoblasts MC3T3-E1 and osteocytes MLO-Y4 induced an increase in PC-3 adenocarcinoma cell proliferation. Media conditioned by bone cells also caused a transient increase in intracellular calcium accumulation and generation of cyclic AMP and increased ERK 1/2 activation. Conclusions: Bone cells secrete proliferation-activating factors and signaling pathways that favor the tumor progression of prostate cancer cells, suggesting that cross-communication between these cell types may favor the development of metastatic niches of prostate cancer in the bone