Desenvolvimento e validação de métodos bioanalíticos para o monitoramento dos produtos das vias metabólicas do triptofano em linhagem celular de glioma humano / Development and validation of bioanalytical methods for monitoring the product of the metabolic pathways of tryptophan in human glioma cell line

RESUMO

O metabolismo do triptofano (Trp) se dá pela via das quinureninas (QUIN), pela via serotoninérgica (SER) e pela via das aminas traço. A primeira gera QUIN e uma variedade de outros metabólitos secundários. Quando conduzida pela enzima indolamina 2,3 dioxigenase (IDO) contribui para os fenômenos de tolerância e imune escape de células tumorais; e quando conduzida pela triptofano 2,3 dioxigenase (TDO) no fígado, participa na síntese da niacina e NAD. A via SER leva à formação do neurotransmissor serotonina (SER), que pode gerar o hormônio melatonina (MEL), respectivamente e outros metabólitos biologicamente ativos. Outra via menos estudada, a via das aminas traço, produz produtos neuroativos. Dada a abrangência e importância das rotas metabólicas do Trp, nós desenvolvemos e validamos uma metodologia bioanalítica robusta, seletiva e sensível por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), acoplado espectrometria de massas (MS) para a determinação simultânea do Trp e seus 15 metabólitos. Para tanto, escolhemos para a avaliação das três vias, linhagens de glioma humano. A escolha por este tipo celular deveu-se ao grande interesse de estudos de metabolismo de Trp em células tumorais, no qual células de glioma tem sido modelo. Nos ensaios com as células de glioma acompanhamos os efeitos de um indutor e inibidores da primeira etapa de metabolização do Trp pela via das quinureninas, ou seja, IFN-γ (indutor da IDO), 1-metiltriptofano (1-MT; inibidor competitivo da IDO) e 680C91 (inibidor seletivo da TDO). Pudemos observar o impacto que a indução ou a inibição do primeiro passo teve sobre os metabólitos subsequentes e as diferenças no metabolismo das duas linhagens estudadas, A172 e T98G. A linhagem T98G só tem atividade de IDO, enquanto que a A172 tem tanto atividade IDO quanto TDO. A indução por IFN-γ mostrou que essa citocina não só atua na formação da via QUIN, mas possui um impacto modesto nas demais rotas. Observamos também que a inibição do 1-MT mostrou seu impacto nos metabólitos invdividualmente, do que a simples relação Trp-QUIN. Contudo, nosso resultados nos permitiu mostrar pela primeira vez a descrição completa dessas vias, em especial nessas linhagens celulares, podendo supor estratégias terapêuticas nessas rotas que estão relacionadas a progressão ou não tumoral

ABSTRACT

The tryptophan metabolism (Trp) takes place by means of kynurenine (QUIN), by the serotonin pathway (SER) and by the pathway of trace amines synthesis. The first generates QUIN and a variety of other secondary metabolites. When driven by the enzyme indoleamine 2,3 dioxygenase (IDO) contributes to the phenomena of tolerance and immune escape of tumor cells; and when conducted by tryptophan 2,3 -dioxygenase (TDO) in the liver, participates in the niacin synthesis NAD. The SER pathway leads to the serotonin neurotransmitter (SER) formation, which can generate the hormone melatonin (MEL), respectively and other biologically active metabolites. Another less studied amines trace synthesis pathway produces neuroactive products. Given the scope and importance of Trp metabolic pathways,we developed and validated a robust, sensitive and selective bioanalytical method by high performance liquid chromatography (HPLC) coupled mass spectrometry (MS) for simultaneous determination of TRP and its 16 metabolites. Therefore, we chose to evaluate the three routes, glioma cell lines. The initial choice of this type of cell was due to the great interest in Trp metabolism studies in tumor cells, which glioma cells has been a model. In assays with glioma cells, we followed the effects of an inductor and inhibitors of the first stage of Trp metabolism, via the kynurenine pathway, or IFN -γ (IDO inducer) 1- methyltryptophane (1- MT; competitive IDO inhibitor) and 680C91 (selective TDO inhibitor). We could observe the first step induction or inhibition impact had over the further metabolites and the metabolism differences between the two studied strains, A172 and T98G. The T98G glioma cell has only IDO activity, while the A172 has both IDO and TDO activity as well. The IFN-γ indution showed that this cytokine not only acts in the formation of QUIN route, but has a modest impact on the others routes. Inhibition of IDO showed that the competitive inhibitor has activity in itself than a simple Trp-QUIN relationship. However, our results allow us to show the first time the complete description of these pathways, in particular, in these cell lines that can assume therapeutic strategies in these routes that are related or not with tumor progression