Effects of ionizing radiation in breast cancer stem cells: miRNAs as radio-response biomarkers

Abstract

The main aim of this work was to demonstrate how IR affects the expression of miRNAs related to stemness properties in different molecular BC subtypes. Our results showed that irradiation at 2, 4 and 6 Gy affects the phenotype, functional characteristics, pluripotency genes and in vivo tumorigenic capacity of different molecular subtypes of BC cells (according to ER, PR and HER-2 status) plated in monolayer and suspension as mammospheres (BCSCs). The effect of IR over eight miRNAs (miR-210, miR-10b, miR-182, miR-142, miR-221, miR-21, miR-93, miR-15b) that play an important role in tumorigenesis, stemness and radioresistance showed a variability of expression depending on cell line subpopulation and clinicopathological features of BC patients. Therefore, a future clinical implementation of miRNA signature determination as a liquid biopsy, for personalized and precision RT dosage regimes, could be necessary to improve prognosis, treatments and survival of BC patients due to miRNAs involvement in cancer biology.

El objetivo principal de este trabajo fue demostrar cómo la IR afecta la expresión de miRNAs relacionados con las propiedades de células madre en diferentes subtipos moleculares de BC. Nuestros resultados mostraron que la exposición a dosis de 2, 4 y 6 Gy afecta al fenotipo, a las características funcionales, a los genes de pluripotencia y a la capacidad tumorogénica in vivo de diferentes subtipos moleculares de células de BC (según el estado ER, PR y HER-2) cultivadas en monocapa y en suspensión como mamosferas (BCSCs). El efecto de la IR sobre ocho miRNAs (miR-210, miR-10b, miR-182, miR-142, miR-221, miR-21, miR-93, miR-15b) que desempeñan un papel importante en la tumorogénesis, las características de células madre y la radio-resistencia, mostró una variabilidad de la expresión según la subpoblación de la línea celular estudiada y las características clinicopatológicas de los pacientes con BC. En este trabajo concluimos, que una implementación clínica mediante biopsia líquida de una determinada firma de miRNAs podría ser de gran utilidad para implementar regímenes de dosis de RT personalizados y de precisión, que mejorarían el pronóstico, los tratamientos y la supervivencia de los pacientes con BC, debido a la implicación de los miRNAs en la determinación de la biología de las CSCs.