Abstract

Fundo

Os estudos sugerem que os micronutrientes podem modificar o risco ou retardar a progressão do câncer de próstata; No entanto, os mecanismos moleculares envolvidos são mal compreendidos. Foram examinados os efeitos de licopeno e óleo de peixe sobre a expressão gênica de próstata em um ensaio clínico randomizado controlado por placebo, duplo-cego.

Métodos

Oitenta e quatro homens com câncer de próstata de baixo risco foram estratificados com base sobre o consumo dietético auto-referida de peixe e tomates e, em seguida, aleatoriamente atribuídos a uma intervenção de 3 meses de licopeno (n = 29) ou óleo de peixe (N = 27) suplementação ou placebo (n = 28). expressão genética no tecido da próstata morfologicamente normais foi estudada no início e aos 3 meses através de análise de cDNA microarray. análises de expressão gênica diferencial e da via foram realizados para identificar genes e vias modulados por esses micronutrientes.

Resultados

análise de expressão gênica global não revelou genes individuais significativas que foram associados com elevado consumo de peixe ou de tomate na linha de base ou após 3 meses de suplementação com licopeno ou óleo de peixe. No entanto, via análises exploratórias de genes ordenou-Rank (com base em valores de p não corrigido para comparações múltiplas) revelou que a modulação de androgénio e metabolismo dos estrogénios em homens que rotineiramente consumidos mais peixe (p = 0,029) e tomate (p = 0,008) comparado para os homens que comiam menos. Além disso, a modulação do metabolismo do ácido araquidónico (p = 0,01) foi observada depois de 3 meses de suplementação de óleo de peixe em comparação com o grupo de placebo; e modulação do fator nuclear (eritróide derivada-2) fator de 2 ou

Nrf2

resposta ao estresse oxidativo mediado tanto para complementar versus placebo. (óleo de peixe: p = 0,01, licopeno: p = 0,001)

Conclusões

Nós não detectar genes individuais significativos associados com o consumo alimentar e suplementação de licopeno e óleo de peixe. No entanto, análises exploratórias revelaram candidato

in vivo

caminhos que podem ser modulados por esses micronutrientes

Registro de Estudos

ClinicalTrials.gov NCT00402285

Citation:. Magbanua MJM, Roy R, Sosa EV, Weinberg V, S Federman, Mattie MD, et ai. (2011) expressão dos genes e vias biológicas no tecido dos homens com câncer de próstata em um ensaio clínico randomizado de licopeno e óleo de peixe suplementação. PLoS ONE 6 (9): e24004. doi: 10.1371 /journal.pone.0024004

editor: Moray Campbell, Roswell Park Cancer Institute, Estados Unidos da América

Recebido: 30 de março de 2011; Aceito: 28 de julho de 2011; Publicação: 01 de setembro de 2011

Direitos de autor: © 2011 Magbanua et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados

Financiamento:. NIH /NCI SR1 R01CA101042; Fundação do cancro da próstata. Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta de dados e análise, decisão de publicar ou preparação do manuscrito

CONFLITO DE INTERESSES:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes

Introdução

Muitos homens com câncer de próstata indolente detectado pelo antígeno específico da próstata (PSA) de triagem não exibirão a progressão da doença durante sua vida. Como tal, o seu tratamento e os efeitos colaterais associados pode ser desnecessário [1]. vigilância ativa é uma estratégia de gestão que oferece um rigoroso acompanhamento de cânceres localizados para evitar ou retardar a comorbidade de tratamentos invasivos como a cirurgia ou a radiação [2]. A intervenção terapêutica é oferecido em os primeiros sinais de progressão da doença. Recentemente, a investigação de intervenções dietéticas e de estilo de vida e outras estratégias de quimioprevenção no contexto de vigilância activa ganhou aceitação considerável [3]. Por exemplo, o nosso grupo apresentou recentemente os resultados de um projecto-piloto envolvendo 30 homens que foram submetidos a uma intervenção de três meses de uma dieta vegan baixo teor de gordura e mudanças abrangentes no estilo de vida [4]. Expressão de perfis e análise de caminho identificada regulamentação significativa para baixo de genes envolvidos em processos biológicos que têm papéis críticos na tumorigênese.

Laboratório e experiências com animais fornecem evidências de que o óleo de peixe [5] e licopeno [6] pode desempenhar um papel protector no desenvolvimento do câncer de próstata. Além disso, estudos epidemiológicos mostraram que as dietas ricas em peixes e tomates, que são as principais fontes de ácidos gordos dietéticos omega-3 e o licopeno, respectivamente, estão associadas com uma menor incidência de cancro da próstata [7], [8], [9 ], [10], [11]. Nós (Chan JM) [12] relatado anteriormente que um maior consumo de peixe e molho de tomate após o diagnóstico de câncer de próstata foram associados a uma redução no risco de recorrência do câncer de próstata ou progressão em uma coorte de 1202 sobreviventes de câncer de próstata. Embora esses estudos ligam licopeno e óleo de peixe com reduzida de próstata risco a progressão do câncer, os mecanismos moleculares de ação desses fatores dietéticos ainda não foram elucidados.

Para entender os efeitos de licopeno e óleo de peixe sobre a expressão gênica de próstata, foi realizado um ensaio clínico randomizado, duplo-cego, controlado por placebo entre os homens com câncer de próstata diagnosticado recentemente, favorável de risco (homens ou molecular Efeitos da Nutrição Suplementos). homens elegíveis foram randomizados para tomar placebo, licopeno ou suplementos de óleo de peixe por três meses. hipóteses iniciais da experimentação focado na análise quantitativa de RT-PCR de

a priori

genes de interesse (

IGF-1, IGF-1R, a COX-2

). Os resultados desta análise eram essencialmente nula e têm sido relatados em separado [13]. Temos agora um relatório sobre o

a priori

desfechos secundários de expressão gênica global e via de análise de tecido da próstata morfologicamente normais antes e depois da intervenção.

Métodos

Design Estudo

O desenho do estudo e as razões para MENS foi relatado anteriormente [13]. O protocolo para este ensaio e apoiando lista de verificação CONSORT estão disponíveis como informação de apoio; veja Checklist S1 e Protocolo S1. Resumidamente, MENS foi um 90 dias de período experimental de três braço randomizado, duplo cego, controlado por placebo clínico de petróleo e licopeno suplementos de peixe com cada comparado a um placebo. As intervenções consistiram de duas cápsulas de 15 mg de licopeno cápsula diária (Lyc-O-Mato® doado por, LycoRed, Israel) ou três 1 cápsulas de óleo de peixe gm diárias (que incluíam 1.098 mg eicosapentaenóico (EPA) e 549 mg docosahexaenóico (DHA) fatty ácidos; fabricados pela Perfeito Fonte, Fullerton, Califórnia, com o ingrediente ativo doado pela Roche vitaminas, Parsippany, NJ). O placebo foi fornecida pelos respectivos fabricantes dos comprimidos activos para o licopeno e óleo de peixe. Todos os homens também receberam um multivitamínico padrão (1 comprimido /dia, Dixon /Akyma) e instruídos a abster-se de quaisquer outros tipos de suplementos vitamínicos ou minerais durante os três meses de intervenção. As doses de petróleo e licopeno peixes foram selecionados com base no intervalo mínimo e máximo em que os ensaios clínicos anteriores haviam observado efeitos fisiológicos e nenhuma toxicidade para o licopeno [14], [15], [16], [17], [18] [19 [7], [suplementação] 20] e óleo de peixe [21], [22], [23], [24], [25], [26], [27]. A duração de intervenção de três meses foi escolhida com base em estudos anteriores que relataram sobre as alterações de expressão de genes dentro de três meses [15], [21], [28]; e com base em consultas com advogados do cancro da próstata locais e grupos de apoio que é aconselhável que a maioria dos homens prefere não parar de outros suplementos por mais de três meses.

Os dados dietéticos de linha de base em peixes e tomate consumo foi utilizado para a estratificação ( ou seja, mais de 4 porções /produtos de tomate dia = elevado; mais de 2 porções /semana peixes = alto; pontos de corte com base na literatura publicada [12]) com os pacientes randomizados de dentro de cada estrato para controlar possíveis fatores de confusão quando se compara a intervenção braços. A sequência de randomização para os estratos 4 nutrição foi gerado usando nQuery Advisor com um bloco de tamanho 9. Para cada estrato uma sequência de trabalhos randomizados foi gerado e entregue ao farmacêutico pesquisa. Quando um paciente era elegível para o estudo, o coordenador do estudo em contato com o farmacêutico de pesquisa para determinar a atribuição braço do estudo; a investigação farmacêutico, em seguida, fornecidos os suplementos (ou placebo) para o paciente. V.W (biostatistician estudo) gerado a distribuição aleatória seqüência, P.R.C. e outros investigadores urologista participando da Universidade da Califórnia, San Francisco (UCSF) matriculados os participantes. Todos os participantes, coordenadores do estudo, e os investigadores exceto V.W. eram cegos quanto à atribuição de intervenção.

Estudo da População e critérios de elegibilidade

critérios de inclusão e exclusão detalhadas foram anteriormente relatados [13]. Em resumo, este estudo foi realizado entre os homens com câncer de próstata de baixo peso que preencheram os seguintes critérios: adenocarcinoma de próstata histologicamente documentado; estendida biópsia padrão dentro de dois anos de inclusão no estudo com uma soma Gleason 6 ou inferior e nenhum padrão 4 ou 5; não mais do que 33% de núcleos de biópsia positiva para câncer; e não mais do que 50% do comprimento de um núcleo envolvido por tumor de carcinoma; três níveis de PSA no soro realizados pelo menos 2 semanas de intervalo durante o ano passado antes da aleatorização e todos os níveis de PSA = 10 ng /mL. competência alvo para este estudo foi de 97 homens. O tamanho da amostra foi baseada no estudo principal objetivo por meio do teste exato de Fisher com uma potência de 81% para investigar a diferença de proporções da mudança de 3 meses de genes específicos entre cada suplemento eo braço placebo. Todos os homens desde verbal e consentimento por escrito para a participação, e este estudo foi aprovado em Abril de 2003 pelo Programa de Proteção em Pesquisa UCSF humano, que é Institutional Review Board da UCSF.

Estudo resultados

O resultado primário do ensaio foi limitado a alterações em 2 genes específicos (

IGF-1 e COX-2

) e tem sido relatado previamente [13]. O relatório actual fornece resultados para o alvo secundário, exploratória, que foi investigar as alterações na expressão genética global e a modulação de vias canónicas no tecido da próstata normal de entre linha de base e 3 meses biópsias, e entre os grupos de dieta na linha de base (ver abaixo).

biópsia Processamento

para obter o tecido fresco para análise da expressão gênica, quatro amostras de biópsia de núcleo de núcleo agulha de calibre 18 foram coletadas de cada participante no início e em três meses de follow-up (fim da intervenção ).

a amplificação de ARN e análise de microarray

Detalhes da amplificação de ARN e análise de microarray foram previamente descritos [4], [29]. Todos os dados são Miame complacente, e os dados em bruto foi depositado em GEO sob super-série adesão # GSE27140.

qualidade Array, remoção de viés tiragem e expressão diferencial análise

Para identificar expresso diferencialmente genes entre os grupos de tratamento na linha de base, um modelo linear foi ajustado para cada gene expresso como a razão log2 como variável de resposta e o braço de tratamento a variável independente, para pares de braços. condições de dieta foram dicotomizadas (alta versus baixa para os peixes ou o consumo de tomate) para testar a relação entre a dieta com a expressão do gene na linha de base. Para comparar o efeito após 3 meses entre cada suplemento e o placebo, a diferença nas proporções log2 para cada gene entre os dois pontos de tempo (da linha de base e 3 meses), foi utilizado como variável de resposta. Os valores de probabilidade foram ajustados por controlo da taxa de detecção falsa [30]. Uma mudança na expressão do gene foi identificado como significativo se a taxa de detecção falsa foi inferior a 0,05, o que significa que menos de 5% de falsos resultados seria de esperar entre os genes declarados para ser expresso diferencialmente. O número de testes (comparações múltiplas) foi realizada 39347, igual ao número de sondas de cDNA no microarray. Todos os modelos lineares foram ajustados usando o pacote limma [31], [32] em Bioconductor.

Análise Caminho Canonical

A tabela contendo 39,347 sondas de cDNA e seus correspondentes valores de ID de acesso no Genbank e expressão ( mudança dobrar e p-valor não ajustado) foram enviados para Ingenuity Pathways Analysis (IPA) software (Ingenuity Systems, Redwood City, CA). IPA foi capaz de mapear 20,490 Genbank IDs de adesão aos genes (ou moléculas) presentes no seu banco de dados. IPA então atribuído descrições ontologia genes de função biológica e gerado redes de interacções de genes com base na informação recuperada do banco de dados do software literatura. Genes que preencheram o cut-off (discutido na seção de resultados) foram incluídos na análise de caminho. análise de vias canônica identificou as vias significativas a partir da biblioteca Análise Ingenuity Pathways de vias canônicos, que refletiam a expressão gênica neste conjunto de dados. O teste exato de Fisher foi usado para calcular um valor de probabilidade que indicava a associação entre cada gene no conjunto de dados e da via canônica. Um valor de probabilidade ≤0.05 foi escolhido para indicar uma sobre-representação estatisticamente significativa de moléculas em nosso experimento em comparação com uma via de curadoria.

Resultados

As características dos pacientes

Foram incluídos 97 homens (acumulação de destino) entre outubro de 2003 e dezembro de 2007. Linha de Base de dados clínicos e demográficos da amostra de pacientes foram previamente descritos em detalhe [13]. Treze (13) participantes foram excluídos devido a inelegibilidade (n = 3), a progressão da doença (n = 5), a retirada voluntária (n = 4), ou a violação de protocolo (n = 1). Os restantes 84 participantes compuseram a amostra do estudo para análise.

O tecido tumoral rendimento

Quatro biópsias foram coletadas de cada um dos 84 pacientes no início e aos 3 meses. Dois dos quatro núcleos para cada paciente foram obtidos a partir da área (s) contendo de tumor tal como previamente diagnosticada e os dois restantes foram obtidos a partir da área (s) sem envolvimento. De todos os 168 biópsias retiradas de regiões com envolvimento tumoral, apenas 20% contido tumor, isto é, 35 (20,8%) núcleos de base de biópsia de 26 pacientes e 30 (17,9%) de 3 meses de biópsia núcleos de 23 pacientes. Como esperado, o rendimento do tumor foi reduzida em virtude critérios iniciais de elegibilidade do paciente. Por nossas hipóteses anteriores, a expressão do gene análises focada em dados de microarranjos de amostras de tecido da próstata morfologicamente normais para todos os 84 pacientes.

dados Microarray e avaliação da qualidade

A avaliação qualitativa padronizada de qualidade matriz foi realizada utilizando o pacote Bioconductor arrayQuality [33]. Uma vez que um paciente pode ter amostras de 2 a 4 matrizes tanto na linha base e 3 meses, foi escolhida uma matriz com os melhores medidas de qualidade para cada ponto de tempo. Um total de 84 pares que representam uma linha de base e três meses de dados de expressão de genes de cada paciente foram submetidos a normalização global e diferencial análise de expressão.

Uma vez que os microarrays de cDNA foram impressas em 7 lotes ao longo de 3 anos, o efeito de impressão lote foi explorada. agrupamento hierárquico não supervisionado revelou que as amostras hibridadas com microarrays do mesmo lote de impressão em cluster juntos. Uma tentativa de remover o lote de impressão residual (ver Métodos S1) não foi completamente bem sucedida, apesar de uma melhoria considerável foi observado (Figura S1). De nota, as amostras não cluster baseado nos braços de tratamento ou ponto de tempo (dados não mostrados).

Para verificar a qualidade dos dados de microarranjos, comparou-se a expressão do gene da linha de base a partir de tecido morfologicamente normais com o tecido do tumor correspondeu disponíveis a partir de 10 pacientes. Análise da expressão diferencial de genes revelou que tenham sido previamente relatada como sendo de regulada no cancro da próstata, por exemplo, HPN [34] e AMACR [35] (dados não mostrados).

Para determinar a comparabilidade dos braços do estudo, os perfis de expressão de genes de linha de base para os grupos de suplementação, licopeno (n = 29) e óleo de peixe (N = 27) , foram, cada um em comparação com o grupo placebo (n = 28). genes diferencialmente expressos não foram detectados, o que sugere que a expressão do gene da linha de base em todos os grupos de intervenção e placebo não foram significativamente diferentes. Como relatado anteriormente, características demográficas e clínicas de linha de base também foram semelhantes em todos os grupos de tratamento [13]

Fish e consumo de tomate:. Base a expressão do gene da linha de base e análise de caminho

Antes da randomização, os pacientes foram estratificados em peixes e tomate consumo auto-referida (ou seja, alta de peixe (n = 26), baixa de peixe (n = 58); e alta de tomate (n = 49) e baixa de tomate (n = 35)). Comparação de perfis de expressão gênica de base entre diferentes grupos de nutrientes não revelou genes diferencialmente expressos após o ajuste para comparações múltiplas

Uma vez que nenhum gene indivíduo atingido o limite de significância estatística (ajustado valor de p 0,05)., Exploramos o potencial informação biológica contida nas listas de genes que mostraram a maior diferença entre os grupos comparados [36]. No presente estudo, nós escolhemos o valor de p não ajustados (não corrigido para comparações múltiplas) como um meio para classificar os genes de cima para baixo ou seja, que estão no topo são os genes mais diferencialmente expressos entre os dois grupos. Em seguida, usamos o limiar (p-valor não ajustado ≤0.05) para selecionar os melhores genes a serem incluídos na análise de caminho. Por exemplo, aplicar o limite para os genes ordenou-rank associados ao alto consumo dietético auto-relato de tomate ou peixe rendeu 482 e 192 melhores genes, respectivamente (Tabelas S1 e S2). Cada uma destas listas de genes foi então usado separadamente como a entrada para a análise de via através de IPA. Os resultados da análise via canonical revelou vários caminhos interessantes que podem ser associados com alto consumo alimentar de tomate ou peixe (Tabelas 1 e 2). Por exemplo, o ácido docosa-hexaenóico (DHA) e a sinalização do receptor de insulina foram modulada entre os homens com alto consumo de peixe em comparação com os homens que consumiram menos peixe. O consumo elevado de tomate revelaram a modulação de genes envolvidos no metabolismo do ácido selenoamino. Além disso, andrógeno e metabolismo do estrogênio foram ambos modulada entre os homens que rotineiramente comeram mais peixe e tomates contra os homens que consumiram menos

O licopeno ou suplementação de óleo de peixe:. Expressão gênica e análise de caminho

para investigar o efeito da suplementação de óleo de licopeno ou peixe sobre a próstata, a mudança na expressão de homens que tomaram licopeno ou suplementos de óleo de peixe foram comparadas com os homens no grupo placebo. Após a correção para testes múltiplos, nenhum gene indivíduo atingido o limite de significância estatística (p-valor ajustado ≤0.05).

À semelhança da abordagem descrita acima, foi aplicado o cut-off (p-valor não ajustado ≤0.05 ) para os genes ordenou-rank associados com suplementação de óleo de licopeno ou peixe. Para aumentar o rigor da análise, que incluiu apenas os genes que tinham ≥1.5 mudança vezes em comparação com o placebo. Usando esses limites, 57 e 80 genes (Tabelas S3 e S4) para licopeno e óleo de peixe, respectivamente, foram incluídas para análise via. Os resultados da análise via canonical revelou a modulação do metabolismo do ácido araquidónico no braço de óleo de peixe (p = 0,01) em comparação com o placebo; enquanto

Nrf2

resposta oxidativa mediada foi observada em ambos os braços do suplemento quando cada um foi comparado com placebo (p = 0,01, óleo de peixe; p = 0,001, licopeno; Tabela 3 e 4)

.

Discussão

os MENS (efeitos moleculares de suplementos nutricionais) estudo foi um ensaio clínico duplo-cego randomizado controlado por placebo, que foi desenvolvido com base na evidência epidemiológica e clínica que ligava licopeno e óleo de peixe com a redução da incidência de câncer de próstata e progressão [10], [11], [12]. Este ensaio demonstrou a viabilidade e segurança de estudar os efeitos de suplementos nutricionais sobre a expressão gênica de próstata em homens com câncer de próstata de baixo risco optando por vigilância ativa. Além disso, este estudo forneceu evidências adicionais de que a vigilância ativa pode oferecer uma janela de oportunidade única para a investigação de agentes quimiopreventivos potenciais [37], [38]. Outros estudos, incluindo alimentares e de vida Estudo dos homens (refeição) também fornecem dados importantes sobre a viabilidade da implementação de ensaios clínicos de intervenção dietética em homens com câncer de próstata de baixo risco [4], [15], [39], [40], [ ,,,0],41].

Foi examinada a relação entre os padrões de expressão genética da linha de base e os níveis de consumo alimentar auto-relatados de peixe e tomate, e estudaram os efeitos da suplementação de óleo de licopeno ou peixe de curto prazo sobre a mudança na expressão gênica de próstata . Tendo em conta o ajuste para múltiplas comparações necessárias na análise de microarray, ambas as análises rendeu nenhum gene individual que foi diferencialmente expressos. Estes resultados sugerem que não se verificaram diferenças entre os grupos em comparação, ou que alterações na expressão foram demasiado subtil para ser detectado dado um limiar. alterações insignificantes na expressão do gene são difíceis de distinguir do ruído especialmente quando há um grande número de genes testados, as amostras limitadas e grande variabilidade entre indivíduos [42]. Além disso, os potenciais mudanças na expressão genética pode ter sido atenuado por uma combinação de fatores biológicos e técnicos, incluindo: 1) a dosagem e formulação de licopeno e óleo de peixe administrado em nosso estudo não tem a potência para causar mudanças na expressão gênica; 2) o período de três meses de intervenção pode ter sido curto; 3) variabilidade devido a dietas diferentes dos participantes; 4) alterações detectáveis ​​na expressão do gene pode ter ocorrido em tumores, mas não estavam disponíveis para análise; 5) o tamanho da amostra foi relativamente pequeno e 6) os ruídos inerentes à tecnologia de cDNA microarray (por exemplo print efeito lote) pode ter mascarado os efeitos relativamente sutis sobre a expressão do gene.

Embora nenhum gene indivíduo foi significativamente identificado com quer os níveis de ingestão de referência ou mudança com suplemento de licopeno ou óleo de peixe, nós exploramos ainda mais os nossos dados de expressão gênica de próstata para os potenciais pistas biológicas executando via análises de genes (não corrigido para comparações múltiplas) que apresentaram as maiores diferenças entre os grupos comparados [36]. O p-valor não ajustado, calculado para cada gene foi usado para encomendar e selecione top genes de classificação para as análises via. via canonical análises (em IPA) revelou vias candidatos que foram associados com alta ingestão de tomate ou de peixe na linha de base, bem como alterações de expressão gênica sutis após a suplementação de licopeno e óleo de peixe. Estas análises foram feitas para identificar genes potenciais para futuros estudos, por exemplo, RT-PCR dos genes selecionados em vias de candidatos modulados pela dieta ou suplementação desses micronutrientes.

Foi observado que a alta ingestão de peixe modulada genes envolvidos no metabolismo incluindo vias C21-esteróide metabolismo hormonal e a sinalização do receptor da insulina no tecido normal da próstata. Para o melhor do nosso conhecimento, as associações entre a ingestão de peixe e metabolismo de hormônios esteróides ou receptor de insulina sinalização na próstata não foram relatados. No entanto, a modulação da sinalização do ácido docosa-hexaenóico (DHA) faz sentido como o DHA é um importante componente de óleo de peixe. Estudos demonstraram que o DHA inibe o crescimento de células de cancro da próstata [43] e pode aumentar a eficácia de taxanos, e, possivelmente, outros fármacos, tais como inibidores COX-2 [44], [45]. Além disso, observou-se que a suplementação de óleo de peixe genes envolvidos no metabolismo do ácido araquidônico modulada.

In vivo

e

in vitro

estudos experimentais sugerem que o ácido araquidônico, um ácido graxo ômega-6, desempenha um papel na estimulação de genes de proliferação que pode levar ao câncer de próstata [46] . Baixando razão ácido ômega-6:omega-3 fatty pelo aumento da ingestão de alimentos ricos em ácidos graxos ômega-3 (como peixe) e, talvez, por suplementação de óleo de peixe podem ter efeitos inibidores sobre o câncer de próstata, como demonstrado em linhas celulares e xenoenxertos [5 ], [12], [21], [46], [47], [48].

Selenoamino via do metabolismo ácido foi modulada em homens que tinham alto consumo de tomate. selenoaminoácidos são hipótese de ser responsável pelas propriedades anti-cancro de compostos de selénio [49]. Por exemplo, seleno-metionina selectivamente induzida a inibição do crescimento e apoptose em células de cancro da próstata, mas não em células normais [50], de acordo com alguns dos dados epidemiológicos de observação, sugerindo que o selénio pode prevenir o cancro da próstata. De nota, a suplementação de selênio não foi associada com redução na incidência de câncer de próstata no selênio e vitamina E Cancer Prevention Trial (SELECT) [51]. Observamos também que a suplementação de licopeno vias de sinalização modulados incluindo apoptose e sinalização de ceramida. A ceramida é uma família de moléculas de lípidos que promovem a apoptose e paragem do ciclo celular [52]. associações directas entre o licopeno e a sinalização de ceramida não têm sido relatados, no entanto, os efeitos apoptóticos de licopeno foram documentados em ambos os xenoenxertos e linhas celulares de cancro [53], [54], [55]. Curiosamente, foi observada a modulação do metabolismo do androgénio e estrogénio em homens com alto consumo de peixe e tomates. Muitos fatores dietéticos, incluindo uma omega-3 dieta ácido gordo elevado, têm sido documentados em [56] impactar os níveis de andrógenos ou estrogênio.

O

Nrf2

via de resposta a estresse oxidativo mediado foi observado ser modulada por ambos suplemento de óleo de licopeno e peixe vs. placebo. Estudos em ratos demonstraram que a perda de

Nrf2

função correlacionada com espécies de oxigénio reactivo aumentada e dano do ADN que conduzem à transformação de tecido de próstata normais [57]. Além disso, um estudo realizado em knock out camundongos revelaram uma ligação entre os efeitos quimiopreventivos das isoflavonas de soja e o papel da

Nrf2

na modulação das vias de sinalização envolvidas na prevenção do câncer de próstata [58]. Estudos recentes têm demonstrado que outros compostos de base alimentar ou farmacológicos também exercem os seus efeitos quimiopreventivos através do

Nfr2

via de sinalização por mediar o aumento da actividade de enzimas, por exemplo citoprotectores fase II desintoxicação e enzimas antioxidantes [59], [60], [61], [62]. Tomados em conjunto, a modulação da

Nrf2

via de sinalização pode ser um importante mecanismo molecular envolvido na quimioprevenção por vários agentes, incluindo licopeno e óleo de peixe. Intervenções que visam o

Nrf2

via pode oferecer uma estratégia promissora para quimioprevenção.

Explorando os principais genes (mais diferencialmente expressos) selecionados após ter aplicado cut-offs especificados revelou resultados intrigantes. Por exemplo,

KLK3

(antígeno ou PSA aka específico da próstata) foi-se regulada no braço licopeno (6,2 mudança vezes) em comparação com o grupo placebo (Tabela S3), enquanto

KLK3

foi regulada negativamente (-2,5 mudança vezes) em homens que tinham alto consumo de peixes no início do estudo em comparação com os homens que consumiram menos peixe (Tabela S2). De nota,

IGF1

foi regulada para baixo no braço de óleo de peixe (-1,5 mudança vezes) em comparação com o grupo placebo (Tabela S4). A regulação de

IGF1

não foi observada no braço de licopeno. Enquanto provocativo, o cuidado deve ser exercido na interpretação dos resultados, pois estes genes não foram significativas após o ajuste para comparações múltiplas.

À excepção de

Nrf2

mediada resposta ao estresse oxidativo, nenhuma das vias identificadas após suplementação sobreposto com as vias identificadas no início do estudo. Curiosamente, há debates em curso on-[63] se a obtenção de nutrientes do alimento inteiro tem os mesmos impactos na saúde como suplementação. Além licopeno e óleo de peixe (DHA /EPA), outros nutrientes que ocorrem naturalmente em tomates inteiros (por exemplo, outros carotenóides) [64] e peixes (por exemplo, ácido alfa-linolénico) também pode ser importante para os efeitos positivos para a saúde desses alimentos. No entanto, as interpretações feitas a partir da comparação dos resultados entre a análise dos grupos de base e de suplementação neste estudo deve ser feito com cuidado, pois a linha de base e intervenção análises foram originalmente concebidos para medir os resultados diferentes.

Uma pesquisa recente em nutrição personalizado tem demonstrou que os nutrientes podem interagir com o de um indivíduo genotípica e fenotípica de fundo [65], [66]. Por exemplo, os suplementos podem afectar a expressão do gene em diferentes indicações (isto é, a montante ou a regulação para baixo) dependendo do genótipo /fenótipo do indivíduo. Além disso, os nutrientes podem produzir diferentes fenótipos em doentes com genótipos diferentes. Um alelo do citocromo P450, por exemplo, podem metabolizar um substrato alimentar para uma forma bioactiva, em contraste com o outro alelo que produz um metabolito inactivo [67]. Por isso, a variabilidade entre os pacientes podem anular os efeitos dos fatores dietéticos se analisada a nível global, resultando em uma alteração líquida indetectável. À medida que mais exemplos de interações dieta-gene são descobertos, o aumento do poder e sofisticação dos ensaios clínicos se tornará possível.

Um relatório mais recente da Cancer Prevention julgamento selênio e vitamina E (SELECIONAR) demonstrou a células e tecidos específicos efeitos de selênio e vitamina e sobre a expressão gênica e protéica na próstata [68]. Detectaram genes diferencialmente expressos (em relação ao grupo placebo) em homens que estavam a tomar selénio ou vitamina E ou em combinação, apenas quando tipo de célula (epitélio normal, estroma ou tumor) foi tomada em consideração. No estudo MENS, tecidos morfologicamente normal utilizado para a expressão do gene continha estroma e epitélio normal; Assim, a análise específica tipo de célula não foi possível.

Embora a análise de expressão diferencial não detectar genes individuais significativas, a nossa análise exploratória revelou candidato

in vivo

caminhos que podem ser modulados por peixes na dieta e tomate ingestão ou por suplementação de óleo de licopeno e peixes. Nosso estudo fornece uma plataforma para investigar a bioatividade e relevância de nutrientes no câncer de próstata. Compreender os mecanismos moleculares pelos quais micronutrientes afectam a expressão do gene teria um grande impacto sobre o desenvolvimento de estratégias de prevenção e tratamento do câncer de próstata, especialmente para os homens que escolhem a vigilância ativa. Finalmente, as melhorias na amplificação comercial RNA, plataformas oligonucleotídeo microarray, potência e períodos de intervenção mais longos são fatores importantes a considerar quando se realiza estudos de expressão gênica para os agentes que têm efeitos sutis sobre o transcriptoma humano.

Informações de Apoio

Figura S1.

As amostras foram hibridadas com 7 lotes diferentes de microarrays de cDNA impressos (nº 11, 12, 14, 17, 18, 19 e 20). efeito de tiragem era controlada por ajustamento de um modelo linear com relação log2 como resposta e efeito lote como variável explicativa e usar os resíduos do ajuste para análises posteriores

doi:. 10.1371 /journal.pone.0024004.s001

( DOC)

Tabela S1.