In vivo effects of adenosine 5´-triphosphate on rat preneoplastic liver / Efecto in vivo de adenosina 5´-trifosfato sobre el hígado preneoplásico de la rata

The utilization of adenosine 5´-triphosphate (ATP ) infusions to inhibit the growth of some human and animals tumors was based on the anticancer activity observed in in vitro and in vivo experiments, but contradictory results make the use of ATP in clinical practice rather controversial. Moreover, there is no literature regarding the use of ATP infusions to treat hepatocarcinomas. The purpose of this study was to investigate whether ATP prevents in vivo oncogenesis in very-early-stage cancer cells in a well characterized two-stage model of hepatocarcinogenesis in the rat. As we could not preclude the possible effect due to the intrinsic properties of adenosine, a known tumorigenic product of ATP hydrolysis, the effect of the administration of adenosine was also studied. Animals were divided in groups: rats submitted to the two stage preneoplasia initiation/promotion model of hepatocarcinogenesis, rats treated with intraperitoneal ATP or adenosine during the two phases of the model and appropriate control groups. The number and volume of preneoplastic foci per liver identified by the expression of glutathione S-transferase placental type and the number of proliferating nuclear antigen positive cells significantly increased in ATP and adenosine treated groups. Taken together, these results indicate that in this preneoplastic liver model, ATP as well as adenosine disturb the balance between apoptosis and proliferation contributing to malignant transformation.

La utilización de adenosina 5´-trifosfato (ATP ) para inhibir el crecimiento de algunos tumores en humanos y en animales se basa en la actividad anticancerígena observada en experimentos in vitro e in vivo. El uso del ATP en la práctica clínica es discutido debido a resultados contradictorios. Por otra parte, no existen antecedentes del uso de ATP en el tratamiento de hepatocarcinomas. El objetivo del presente estudio fue determinar si el ATP previene la oncogénesis in vivo en un modelo de preneoplasia hepática murina de dos etapas. Para determinar la probable contribución de la adenosina, producto de la hidrólisis de ATP y descrita como tumorigénica, se estudió también el efecto del nucleósido exógeno sobre los focos preneoplásicos. Los animales se dividieron en grupos: ratas sometidas al modelo de preneoplasia de iniciación/promoción, ratas tratadas con ATP o adenosina intraperitonealmente durante las dos fases del modelo y los correspondientes grupos controles. El número y el volumen de focos preneoplásicos por hígado, identificados por la expresión de la forma placentaria de la glutation S- transferasa de rata y el número de células positivas para el antígeno nuclear proliferante, aumentaron significativamente en los grupos tratados con ATP y adenosina. Los resultados en su conjunto indican que en este modelo preneoplásico, el ATP y la adenosina alteran el balance entre apoptosis y proliferación, contribuyendo a la transformación maligna.

Señales purinérgicas / Purinergic signals

En la última década se ha aportado clara evidencia de que tanto nucleósidos como nucleótidos de adenina y uridina pueden funcionar como factores de señalización extracelular. Su acción es mediada por dos tipos principales de receptores de superficie denominados purinérgicos. Los receptores P1 se activan por adenosina, y son todos metabotrópicos, mientras que los receptores de nucleótidos (ATP, ADP, UTP y UDP) y nucleótidos-azúcares (UDP-glucosa y UDP-galactosa) pueden ser metabotrópicos (P2Y) o ionotrópicos (P2X). La importancia y complejidad de este sistema de señalización se evidencia por la diversidad de mecanismos de liberación de nucleótidos al medio extracelular y por la distribución ubicua de varios grupos de ectonucleotidasas capaces de catalizar la degradación y conversión de nucleótidos. Hasta el momento se han descrito y clonado una veintena de estos receptores que modulan una variedad de respuestas, como el impulso nervioso, la respuesta inflamatoria, la secreción de insulina, la regulación del tono vascular y la percepción del dolor. En la presente revisión se describen las características estructurales y farmacológicas de los receptores purinérgicos y se analiza la interacción dinámica entre estos receptores, los nucleósidos y nucleótidos, y las ectonucleotidasas, con especial atención a la dinámica de la agregación plaquetaria, la respuesta inmune y la hidratación de las mucosas respiratorias.

In the last decade evidence accumulated that nucleosides and nucleotides of both uridine and adenine can act as extracellular signaling factors. Their action is mediated by two main types of surface receptors commonly known as purinergic. P1 receptors are metabotropic and activated by adenosine, whereas receptors for nucleotides (ATP, ADP, UTP and UDP) and nucleotide-sugars (UDP-glucose and UDP-galactose) can be either metabotropic (P2Y) or ionotropic (P2X). The importance and complexity of this signaling system is evidenced by various mechanisms of nucleotide release, as well as by the ibiquitous distribution of various types of ectonucleotidases which catalyze and convert extracellular nucleotides. Up to now about twenty receptors have been cloned and found to modulate the nerve impulse, inflammatory response, insuline secretion, the regulation of the vascular tone and nociception, among other processes. In the present review we describe the main structural and pharmacological features of purinergic receptors, and analyze how the dynamic interaction between these receptors, nucleotides and nucleosides, and ectonucleotidases modulate several biological responses. Particular focus is given to platelet aggregation and thrombus formation, the immune response and the hydration of the mucosal linings of the respiratory tract.