Surgical excision promotes tumor growth and metastasis by promoting expression of MMP-9 and VEGF in a breast cancer model

Abstract

Surgery is still the main curative therapeutic modality for breast cancer. Although surgery often results in the successful removal of the primary tumor, its process could increase the risk of metastases of residual cancer cells. Understanding of the connection between breast cancer metastasis and surgical wound will lead to the establishment of a proper treatment strategy for postoperative cancer patient. Aim: To study the influence of surgical procedure on the metastasis of primary breast cancer. Methods: We established MDA-MB-435 human breast cancer xenograft model. Levels of Pro-matrix metalloproteinase 9 (Pro-MMP-9) and vascular endothelial growth factor (VEGF) in host serum and tumors were tested at different time points with ELISA and zymography and correlated to tumor growth and postoperative metastasis. Results: Our study demonstrated surgical wound had promoting effect on tumor growth and pulmonary metastasis of human breast cells, if tumor cells remain in bodies. This effect might be related to the postoperative interaction of cancer and host cells, which resulted in expression of Pro-MMP-9. Surgical process could also increase the VEGF expression in tumor tissues. Conclusions: Surgical wound-produced host Pro-MMP-9 and tumor cell VEGF might be important mediators leading to metastasis of residual breast cancer after surgery.

Хирургическое лечение до сих пор остается главным терапевтическим подходом при лечении больных раком молочной железы. Хотя хирургическое удаление опухоли в большинстве случаев достаточно эффективно, в то же время оно может увеличить риск метастазирования остаточных опухолевых клеток. Понимание связи между метастазированием при раке молочной железы и операционной раной позволит выбрать наилучшую стратегию постоперационного лечения. Цель: определить влияние хирургического вмешательства на метастазирование опухоли. Методы: была создана модель рака молочной железы человека в виде ксенотрансплантата MDA-MB-435. Уровень Pro-матричной металлопротеиназы 9 (Pro-MMP-9) и фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) в сыворотке реципиента и опухолях оценивались в разные временные промежутки методом ELISA и зимографии. При этом определяли наличие корелляции между этими показа- и зимографии. При этом определяли наличие корелляции между этими показа и зимографии. При этом определяли наличие корелляции между этими показателями, ростом опухоли и постоперационными метастазами. Результаты: было показано, что операционная рана способствует росту опухоли молочной железы и ее метастазированию в легкие в случае, когда при удалении опухоли в ране остаются опухолевые клетки. Это может быть связано с постоперационным взаимодействием опухолевых и окружающих их нормальных клеток, которое приводит к экспрессии Pro-MMP-9. Удаление опухоли может также способствовать увеличению экспрессии VEGF опухолевыми клетками. Выводы: Pro-MMP-9, экспрессируемый нормальными клетками, окружающими постоперационную рану, а также VEGF, продуцируемый опухолевыми клетками, могут быть важными медиаторами метастазирования остаточных опухолевых клеток после хирургического вмешательства.