From induction to genetic characterization of breast cancer in an animal model: Variation among strains

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2023-11-10
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Breast cancer (BC) is a highly prevalent disease worldwide, particularly affecting women in underdeveloped countries. The lack of adequate diagnostic techniques in these regions contributes to increased mortality rates. Numerous studies have investigated the genetic basis of BC, which can arise from both hereditary and acquired factors. The primary objective of this study was to perform cytogenetic analysis of BC using a chemical induction model in female Wistar rats. Chemical induction was achieved through intraperitoneal injection of MNU (50mg/Kg) in Wistar female rats, with two groups established for this study: CTRL1 (control) and BC1 (breast cancer). The rats were closely monitored on a weekly basis to ensure their well-being. At the 13th, 17th, and 18th weeks following carcinogen administration, the animals were euthanized using an overdose of anaesthetics. Tumour tissue samples were collected during necropsy after direct cardiac puncture and exsanguination for subsequent analysis, including histological examination, cytogenetic analysis, and immunohistochemical staining. Histopathological analysis confirmed the classification of the tumours as adenocarcinomas. Cytogenetic examination of breast tumour tissue samples revealed metaphases with a normal karyotype (2n=42, XX). A total of eighty metaphases per tumour were analysed, revealing numerous aneuploidies and allowing for the determination of aneuploidy rates, with tumour 1 exhibiting the highest values. Interestingly, the cytogenetic analysis also revealed the presence of endoreplications in several metaphases. NOR banding did not yield any markings, while C banding successfully marked the centromeric regions of the chromosomes. The protocol utilized to obtain metaphases from peripheral blood, involving 41 hours of incubation and 5 drops of blood, enabled the observation of nuclei; however, no metaphases were detected. The tumour tissue samples exhibited the presence of α-estrogen receptors and positive staining for the Ki-67 antigen, while no staining for the progesterone receptor antibody was observed. The cytogenetic findings suggest that the utilized carcinogen induced DNA methylation, resulting in numerical aberrations. This observation indicates that the MNU-induced mammary tumour model in female Wistar rats is suitable for cytogenetic analysis using classical techniques such as G-banding. Notably, no structural aberrations were detected in the analysed samples. Future investigations aim to employ molecular cytogenetic techniques to further explore possible genetic alterations and enhance the characterization of this model.
O cancro da mama (CM) é uma doença altamente prevalente em todo o mundo, afetando particularmente as mulheres dos países subdesenvolvidos. A falta de técnicas de diagnóstico adequadas nestas regiões contribui para o aumento das taxas de mortalidade. Numerosos estudos investigaram a base genética do cancro da mama, que pode resultar tanto de fatores hereditários como de fatores adquiridos. O principal objetivo deste estudo foi realizar uma análise citogenética do CM utilizando um modelo de indução química em ratos Wistar fêmeas. A indução química foi realizada através da injeção intraperitoneal de MNU (50mg/Kg) em ratos fêmea Wistar, tendo sido estabelecidos dois grupos para este estudo: CTRL1 (controlo) e BC1 (cancro da mama). Os ratos foram monitorizados semanalmente para garantir o seu bem-estar. Nas 13ª, 17ª e 18ª semanas após a administração do carcinogéneo, os animais foram eutanasiados com uma overdose de anestésicos. Durante a necropsia, foram colhidas amostras de tecido tumoral após punção cardíaca direta e exsanguinação para análise subsequente, incluindo exame histológico, análise citogenética e coloração imuno-histoquímica. A análise histopatológica confirmou a classificação dos tumores como adenocarcinomas. O exame citogenético das amostras de tecido do tumor da mama revelou metáfases com um cariótipo normal (2n=42, XX). Foi analisado um total de oitenta metáfases por tumor, revelando numerosas aneuploidias e permitindo a determinação das taxas de aneuploidia, com o tumor 1 a apresentar os valores mais elevados. É interessante notar que a análise citogenética também revelou a presença de endoreplicações em várias metáfases. O bandeamento NOR não produziu qualquer marcação, enquanto o bandeamento C marcou com sucesso as regiões centroméricas dos cromossomas. O protocolo utilizado para a obtenção de metáfases a partir do sangue periférico, com 41 horas de incubação e 5 gotas de sangue, permitiu a observação de núcleos, mas não foram detetadas metáfases. As amostras de tecido tumoral mostraram a presença de recetores αestrogénicos e coloração positiva para o antigénio Ki-67, não tendo sido observada qualquer coloração para o anticorpo do recetor da progesterona. Os resultados citogenéticos sugerem que o carcinogéneo utilizado induziu a metilação do DNA, resultando em aberrações numéricas. Esta observação indica que o modelo de tumor mamário induzido por MNU em ratos Wistar fêmeas é adequado para a análise citogenética utilizando técnicas clássicas como a banda G. Notavelmente, não foram detetadas aberrações estruturais nas amostras analisadas. Futuras investigações visam empregar técnicas de citogenética molecular para explorar ainda mais possíveis alterações genéticas e melhorar a caraterização deste modelo.
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Palavras-chave
Breast cancer , MNU
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