ABSTRACT
Câncer é um grupo de doenças caracterizadas por modificações genéticas que levam ao desbalanço entre sobrevivência e morte celular, causando um acúmulo de células anormais. Por este motivo, grande parte das terapias atuais para o tratamento do câncer tem como objetivo a indução de apoptose de células tumorais. Vários metais são citotóxicos e induzem morte celular. O manganês é um desses metais, mas seus mecanismos de ação ainda não estão definidos. Dessa maneira, esse trabalho tem como objetivo investigar a indução de morte celular pelo manganês em células tumorais e seus mecanismos. Inicialmente, verificou-se a capacidade do manganês de induzir apoptose em linhagens tumorais hematopoiéticas por citometria de fluxo e western-blot. A superexpressão de BclxL foi capaz de bloquear a morte celular induzida pelo manganês, indicando uma dependência da via apoptótica mitocondrial. O manganês não foi capaz de interferir no ciclo celular das linhagens utilizadas e nem apresentou efeito sinérgico com os quimioterápicos cisplatina e vincristina. Em seguida, analisou-se o nível de sensibilidade ao manganês de treze linhagens tumorais de diferentes tecidos, a fim de identificar linhagens mais sensíveis ou resistentes ao manganês. As linhagens C33A e Du145 demonstraram específica sensibilidade e resistência ao tratamento, respectivamente, e foram selecionadas para análise da expressão gênica de genes reguladores da apoptose por qPCR. Como resultado, observou-se que na linhagem C33A o mRNA dos genes pró-apoptóticos BAX e BAD é, respectivamente, 28 e 2,4 vezes mais expresso que na linhagem Du145. Em contrapartida, a linhagem Du145 expressa 3,7 e 6 vezes mais os genes anti-apoptóticos BclxL e cIAP1, respectivamente, do que a linhagem C33A. Esses resultados indicam potenciais moléculas que podem estar envolvidas na resposta não só ao manganês como a outros quimioterápicos. Além disso, após o tratamento com manganês, a expressão de TRAIL na linhagem C33A é reduzida 10 vezes e a de BAD 2,5 vezes. Na linhagem Du145, ocorre um aumento de 160 vezes na expressão de Bcl- e redução de 2,5 vezes de cIAP2. Assim, o manganês é capaz de induzir morte celular apoptótica em linhagens tumorais específicas e nossos resultados indicam um papel em potencial dos genes diferencialmente expressos nas duas linhagens e em resposta ao tratamento com manganês, de forma que uma avaliação mais aprofundada do papel de cada um pode levar ao desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para o câncer
Cancer is a group of diseases characterized by uncontrolled growth and spread of abnormal cells, usually driven by an altered ratio of apoptosis to cell division. Thus, agents that can induce apoptosis are extensively investigated. Many metals are known to be cytotoxic and induce cell death. Manganese is one of these metals, however the underlying mechanisms of manganese-induced apoptosis are not well defined. The aim of this work was to investigate cell death induction by manganese in cancer cell lines and its mechanisms. Initially, the ability of manganese to induce apoptosis in hematopoietic cancer cell line was explored by flow citometry and western blot. Bcl-xL overexpression was able to block manganese-induced cell death, indicating a dependence of mitochondrial apoptotic pathway. Manganese was not able to interfere in the cell cycle nor presented synergic effect with vincristin or cisplatin. Then, thirteen cancer cell lines were treated with manganese to identify cells more sensitive or resistant to manganese. The cell lines C33A and Du145 have shown specific sensibility and resistance to the treatment, respectively, and were selected to gene expression analysis of apoptosis-regulatory genes by qPCR. The cell line C33A expresses the pro-apoptotic genes BAX e BAD, respectively, 28 and 2,4 fold expression when compared to Du145 cell line. In contrast, Du145 expresses 3,7 and 6 fold more Bcl-xL and cIAP1, respectively, when compared to C33A. These results indicate potential molecules that may be involved in manganese and other chemotherapics response. Besides, after manganese treatment, TRAIL expression in the C33A cell line was reduced by 10 fold and BAD expression reduced by 2.5 fold. In the cell line Du145, manganese treatment increased by 160 fold Bcl-W expression and reduced by 2.5 fold cIAP2 expression. Thus, manganese is able to induce cell death in specific cell lines and our results indicate a role of the differentialy expressed genes and in response to manganese treatment. The study of their individual role can lead to the development of new therapetic strategies to cancer