Characterization of breast cancer cell crossing through the endothelial barrier during metastasis

Abstract

[eng] Brain metastasis is a clinically devastating process that occurs in approximately 10-20% of cancer patients. To properly colonize the brain, cancer cells need to penetrate the blood-brain barrier (BBB), a highly specialized vasculature with strong intercellular junctions that isolates and protects the brain. A better understanding of the molecular mechanisms of the extravassation through the BBB is crucial to be able to find new clinical targets. In this master’s thesis we wanted to characterize brain-tropic breast metastatic cells migration through the blood-brain barrier using an in vitro model that mimics some of the BBB properties. We demonstrated that the endothelial cells of the in vitro BBB model express VE-cadherin and form adherens junctions, and also that the BBB model produces a decrease in permeability through the transwell. Then, we wanted to characterize brain tropic metastatic cancer cells (MDA-MB-231 BrM) by studying its adhesion on an endothelial monolayer and transmigration capacity. We concluded that these brain tropic cancer cells have a higher capacity of adhesion and transmigration than the parental ones. The validation of this BBB model will allow us to use it to identify key regulators of cancer cells extravasation to the brain during the metastatic cascade.

[spa] La metástasis cerebral es un proceso devastador que se desarrolla, aproximadamente, en el 10-20% de los pacientes con cáncer. Para poder llegar al cerebro, las células metastásicas deben penetrar la barrera hematoencefálica, una vasculatura altamente especializada con fuertes uniones intercelulares que aísla y protege el cerebro. Un mayor conocimiento de los mecanismos moleculares que subyacen al proceso de la extravasación a través de la barrera hematoencefálica es crucial para poder encontrar nuevas dianas terapéuticas. En este trabajo de fin de máster se ha caracterizado la transmigración de células de cáncer de mama metastásicas con tropismo hacia el cerebro mediante el establecimiento de un modelo de barrera hematoencefálica. Pudimos comprobar que las células endoteliales que constituyen el modelo de barrera hematoencefálica expresan VE-cadherina y, por tanto, presentan uniones adherentes entre sí, además de demostrar una importante bajada de permeabilidad con este modelo. Después, se caracterizó una línea celular de cáncer de mama con tropismo hacia el cerebro (MDA-MB-231 BrM) mediante el estudio de su capacida de adhesión sobre una monocapa de céluals endoteliales, así como de la transmigración a través del modelo de barrera hematoencefálica, pudiendo concluir que estas células presentan una mayor capacidad de adhesión y transmigración que las células parentales. La validación de este modelo de estudio permitirá su uso para identificar a reguladores clave implicados en la extravasación de las células tumorales a través de la barrera hematoencefálica durante la cascada metastásica.