Optimal combination of radiotherapy and endocrine drugs in breast cancer treatment

PurposeBreast cancer is the most common cancer in women. Radiotherapy is considered a standard treatment option after surgery and adjuvant endocrine therapy is also universally used. Tamoxifen and letrozole are the current first-line endocrine therapy drugs. However, information has been scarce about how best to sequence these therapies to maximize their effectiveness and keep toxic effects to a minimum. In this study, we observed the effect of different sequence combination of radiotherapy and endocrine drugs, tamoxifen or letrozole, to get the best treatment sequence.Materials and methodsThe combination effect of radiotherapy and tamoxifen was observed on breast tumour cell line MCF-7, radiotherapy and letrozole on aromatase-expressing breast tumour cell line MCF-7CA. Irradiation was performed with 6 Gy, except for doses ranging from 0 to 8 Gy for clone formation assay. Tamoxifen or letrozole was added before or after irradiation, respectively. Radiosensitivity was evaluated by clonogenic assay, cell viability by 3-(4,-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium, inner salt (MTS) assay. To explore the potential mechanism, cell apoptosis was determined by DNA-binding dye 4’,6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride (DAPI) assay, the change of Bcl-2 and Bax expression was by western blot.ResultsAlthough no significant statistical difference was observed between different sequence, tamoxifen and letrozole both increased radiosensitivity. Furthermore, the above inhibitory effect was related with apoptosis signaling pathway, especially Bcl-2 and Bax.ConclusionTaken together, these results suggested that endocrine drugs, such as tamoxifen and letrozole, have potential application with radiotherapy.

RésuméObjectif de l’étudeLe cancer du sein est le cancer le plus fréquent chez les femmes. La radiothérapie est considérée comme un traitement standard après la chirurgie et une hormonothérapie adjuvante est aussi universellement utilisée. Le tamoxifène et le létrozole sont les hormonothérapies les plus utilisées. Cependant, les données sont rares sur la meilleure façon de séquencer ces thérapies afin de maximiser leur efficacité et minimiser leur toxicité. Dans cette étude, nous avons observé diverses combinaisons de la radiothérapie avec du tamoxifène ou du létrozole, pour obtenir la meilleure séquence thérapeutique.Matériel et méthodesUn effet conjoint de la radiothérapie et du tamoxifène a été observé sur la lignée cellulaire de cancer du sein MCF-7, de la radiothérapie et du létrozole sur celle de cancer du sein exprimant l’aromatase, MCF-7CA. La dose d’irradiation était de 6 Gy, sauf pour le test de formation de clone, où elle était de 0 à 8 Gy. Le tamoxifène et le létrozole ont été ajoutés respectivement avant et après l’irradiation. La radiosensibilité a été évaluée par un test clonogénique, la viabilité cellulaire par un test au 3-(4,-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium, inner salt (MTS). Pour explorer le mécanisme potentiel, l’apoptose cellulaire a été recherchée par un test de coloration nucléaire au 4’,6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride (DAPI), le changement d’expression de Bcl-2 et Bax par western blot.RésultatsBien qu’aucune différence significative n’ait été observée entre les différentes combinaisons thérapeutiques, le tamoxifène et le létrozole ont tous deux augmenté la radiosensibilité. De plus, l’effet inhibiteur passait par la voie apoptotique, en particulier par Bcl-2 et Bax.ConclusionL’analyse de ces résultats suggère que le létrozole et le tamoxifène pourraient être prescrits avec la radiothérapie.